İnce cidarlı basınçlı kapların yük altındaki mekanik davranışlarının deneysel ve sayısal analizi

Abstract

Cisimlerin mukavemetini artırmak için uygulanan tasarım, malzeme seçimi ya da kompozit yapı kullanımı gibi klasik mukavemet artırıcı uygulamaların dışında, malzeme içerisinde basınç oluşturularak mukavemet artışı elde edilmesi bu tez çalışmasında incelenmiştir. Temel mantık, tasarlanan parça içerisinde basınç hücreleri oluşturularak mukavemetin artırılmasının sağlanmasıdır. İç basıncın sebep olduğu cidar gerilmeleri sistemin tamamında bir mukavemet artışına sebep olacağından, bu tip sistemlerin mevcut makine ve yapılar üzerinde kullanılabileceği fikri ortaya çıkmaktadır.Bu çalışmada içerisine basınçlı hava konulmuş ince cidarlı silindirik alüminyum tüpler üzerinde değişik gerilme ve dayanım testleri yapılmıştır. Test tüplerininanalitik olarak hesaplamaları, deneysel çalışmaları ve Ansys Sonlu Elemanlar programı ile nümerik analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar birbirleriile karşılaştırılmıştır. Sonuçların birbirini destekler doğrultuda olduğu görüldükten sonra, sistemin güncel hayatta kullanılabileceğini göstermek için gerçek modeller üzerinde Sonlu Elemanlar Tekniği ile nümerik analizleri yapılmıştır.Anahtar Sözcükler: Basınçlı kap, mukavemet, sonlu elemanlar tekniğiBilim Kodu: 915.1.093

In this thesis, improving the strength of the material by developing pressure inside the material was investigated which is one of method of increasing strength like design, material choice, and using composite structure. The basic principle is to increase strength by forming pressure cells inside the designed part. Boundary stresses caused by the internal pressure increase the strength of the total system which suggests that this kind of systems can be used in current machines and structures.In this study, various stress and strength tests were conducted on thin-walled aluminum tubes pressurized with compressed air. Analytical calculations experiments and numerical analysis with ANSYS Finite Element Program were done for the test tubes. Results were compared to each other. Since the results show a goodcorrelati on, numerical analysis on real models were conducted by Finite Elements Technique in order to show that the system can be used in real life.Key Words: Pressurized vessels, strength, finite element technique.Science Code: 915.1.093