Dairesel kesitli ve takviyeli kabuk yapıların hareketli yük altında dinamik analizi

Abstract

Bu tezde dairesel kesitli takviyeli ve takviyesiz silindirik kabuk yapıların silindir ekseni doğrultusunda ilerleyen konsantre halka yüke maruz kalmaları durumundaki dinamik davranışı analitik ve sayısal incelenmektedir. İncelemede lineer elastisite teorisi denklemleri ve ince kabuk teorisi kullanılmaktadır. Kayma deformasyonları ve dönme ataletinin yanı sıra silindir ekseni yönündeki hareket küçük kabul edildiğinden eksenel atalet kuvvetleri ihmal edilmektedir. Takviyelerin yeterli sıklıkta olduğu kabul edilerek takviyeli silindirik kabuk ortotropik kabuk yaklaşımıyla analitik olarak incelenmektedir. Hareketli basınç yükü hareketli konsantre halka yük olarak dikkate alınmaktadır. Elde edilen yönetici denklemler basit mesnet sınır koşulu altında Kabul Edilmiş Modlar Yöntemi ile analitik olarak çözülmektedir. Ayrıca yönetici denklemlerden kritik hız ifadeleri takviyeli ve takviyesiz sonsuz uzunluktaki silindirler için elde edilmektedir. Takviyeli kabuk için ortotropik yaklaşımın geçerliliğini tespit etmek amacıyla analitik çözüm ve sonlu elemanlar metodu çözümleri karşılaştırılmaktadır. Son olarak analitik ve sayısal yöntemlerle parametrik çalışmalar yapılmakta ve takviyelerin kritik hız ve dinamik büyütme faktörü üzerindeki etkisi ortaya konmaktadır.

In this thesis, dynamic behavior of stiffened and unstiffened circular cylindrical shells under axially moving concentrated ring load is studied analytically and numerically. Equations of linear elasticity theory and thin shell theory are used in studies. Shear deformations and rotary inertia are neglected. Also, axial inertia forces are neglected under the assumption of small displacement in axial direction of cylinder. Stiffened cylinders are investigated analytically with orthotropic shell approximation under the assumption of sufficiently close spaced stiffeners. Moving pressure load is considered as concentrated ring load. Governing equations obtained are solved analytically by means of Assumed Modes Method under simply supported boundary conditions. Also, critical velocity expressions are obtained from governing equations both for stiffened and unstiffened infinite length cylinders. In order to assess the validity of orthotropic shell approximation for stiffened shells analytical solution and finite element solutions are compared. Finally, parametric studies are done with analytical and numerical methods and the effect of stiffeners on critical velocity and dynamic magnification factor is presented.