TABAKALI KOMPOZİT MALZEMELERİN SERBEST TİTREŞİM ANALİZİ VE YANAL BURKULMA ANALİZLERİ

Transkript

1 T.C DOKUZ EYLÜL ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ TABAKALI KOMPOZİT MALZEMELERİN SERBEST TİTREŞİM ANALİZİ VE YANAL BURKULMA ANALİZLERİ BĠTĠRME PROJESĠ UFUK TOPAL Projeyi Yöneten Prof DR.Onur SAYMAN Haziran 2012 IZMĠR 1

2 TEZ SINAV SONUÇ FORMU Bu çalıģma / /. günü toplanan jürimiz tarafından BĠTĠRME PROJESĠ olarak kabul edilmiģtir. Yarıyıl içi baģarı notu 100 (yüz) tam not üzerinden (.. ) dir. Başkan Üye Üye Makine Mühendisliği Bölüm BaĢkanlığına,.. numaralı jürimiz tarafından / /. günü saat da yapılan sınavda 100 (yüz) tam not üzerinden. almıģtır. Başkan Üye Üye. ONAY 2

3 TEġEKKÜR Kompozit sistemlerin serbest titreģim analizi ve Yanal burkulma analizleri konusunda hazırlamıģ olduğum bu bitirme tezimde bana rehberlik eden ve ANSYS programının kullanılması konusunda desteğini esirgemeyen Tez hocam öncelikle Sayın Prof. DR. Onur SAYMAN a ve Sayın Mustafa Özen hocam a teģekkür ederim. Ayrıca eğitim hayatım boyunca benden desteklerini bir an bile esirgemeyen saygıdeğer aileme sonsuz Ģükranlarımı sunarım. Ufuk TOPAL 3

4 ÖZET Bu çalıģmamda günümüzün dünyasında oldukça sık kullanılmaya baģlanılan ve geleceğin malzemesi olan hafif ve mukavemet açısından oldukça dayanımlı kompozit malzemelerin TitreĢim Modları ve Yanal üzerine gelen kuvvete karģılık göstermiģ olduğu Yanal burkulma analizleri incelenmiģtir.bu yöntem rahat kıyaslanabilmesi açısından ilk olarak dikdörtgen çatlak içermeyen kompozit malzemede uygulanmıģ ve değerler kayıt altına alınmıģtır. Daha sonra ise asıl üzerinde çalıģtığımız çatlaklı model de aynı iģlemler tekrarlanarak sonuçlar değerlendirilmiģtir ve böylece görünür bir Ģekilde kıyaslama yapılmıģtır. 4

5 ĠÇĠNDEKĠLER Özet. IV Sayfa Ġçindekiler.... V BÖLÜM BĠR GĠRĠġ 1.GĠRĠġ....1 BÖLÜM ĠKĠ Çatlak Ġçermeyen Kompozit Malzemelerrde Yanal Burkulma Analizleri 1.(+FX) Yönünde Yanal Burkulma Analizinin Ġncelenmesi Programın açılması Analiz Türü Eleman Tipi Seçimi Malzeme Özelliklerinin Atanması Tabakaların OluĢturulması Elemanlara Ayırma Sınır ġartları Burkulma Analizi

6 2.(-FX) Yönünde Yanal Burkulma Analizinin Ġncelenmesi 2.1 Programın açılması AnalizSonucu (+FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizinin Ġncelenmesi 3.1 Kuvvetin Atanması Analiz Sonucu (-FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizinin Ġncelenmesi 4.1 Kuvvetin Atanması Analiz Sonucunun Okunması BÖLÜM ÜÇ Tabakalı Kompozitlerde Serbest TitreĢim Analizi 5.1 Problemin Tanımı Programın açılması Analiz Türü Eleman Tipi Seçimi Birim Seçimi MalzemeÖzellikleri Elemanlara Ayırma Sınır ġartları Hacim Kazandırma Analiz Tipi Çözüm Sonuçların Görülmesi

7 5.13DeformasyonlarıGörüntüleme Deformasyonları Animasyon olarak Oynatma BÖLÜM DÖRT ( mm) Çatlak Ġçeren Kompozit Malzemelerde Yanal Burkulma Analizleri 6. Çatlaklı Malzemede (+FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizi (50 mm) Çatlak Ġçermesi Durumunda 6.1Programın açılması AnalizTürü Eleman Tipi Seçimi Malzeme Özellikleri Alanın OluĢumu Elemanlara Ayırma Sınır ġartla Burkulma Analizi Çatlaklı Malzemede (-FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizi (50 mm) Çatlak Ġçermesi Durumunda 7.1 Session Editor Kullanamı Çatlaklı Malzemede (+FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizi (100 mm) Çatlak Ġçermesi Durumunda Çatlaklı Malzemede (-FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizi (100 mm) Çatlak Ġçermesi Durumunda Çatlaklı Malzemede (+FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizi (150 mm) Çatlak Ġçermesi Durumunda

8 11.Çatlaklı Malzemede (-FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizi (150 mm) Çatlak Ġçermesi Durumunda Çatlaklı Malzemede (+FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizi (200 mm) Çatlak Ġçermesi Durumunda Çatlaklı Malzemede (-FY) Yönünde Yanal Burkulma Analizi (200 mm) Çatlak Ġlerlemesi Durumunda BÖLÜM BEġ Çatlak Ġçeren Kompozit Malzemede TitreĢim Analizi 14. (50mm) Çatlak Ġçeren Kompozit Malzemede TitreĢim Analizi 14.1 Analiz Türü Eleman Tipi Seçimi Birim Seçimi Malzeme Özellikleri Alanın OluĢumu Elemanlara Ayırma Sınır ġartları Hacim Kazandırma Analiz Tipi Çözüm (100mm) ÇATLAK ĠÇĠEREN KOMPOZĠT MALZEMEDE TĠTREġĠM ANALĠZĠ 15.1 Alanın OluĢumu Mesh ĠĢlemi Sonucu OluĢan TitreĢimlerin Okunması

9 16. (150mm) Çatlak Ġçeren Kompozit Malzemelerde TitreĢim Analizi 16.1 Alanın OluĢumu Mesh ĠĢlemi Sonucu OluĢan TitreĢimlerin Okunması (200mm) Çatlak Ġçeren Kompozit Malzemede TitreĢim Analizi..112 BÖLÜM ALTI Sonuç Sonuçların Ġrdelenmesi 117 Kaynakça

10 1. BÖLÜM GİRİŞ KOMPOZİT MALZEMELER Birbirlerinin zayıf yönünü düzelterek üstün özellikler elde etmek amacıyla bir araya getirilmiģ değiģik tür malzemelerden veya fazlardan oluģan malzeme sistemine kompozit malzeme denir. En geniģ anlamda, bir kompozit malzeme iki veya daha fazla bileģenden meydana gelen malzemedir. Bu bileģenler makroskobik seviyede bir araya getirilirler ve birbirleri içinde çözünmezler. Takviye elemanı olarak adlandırılan bileģen; fiber, partikül veya ince levha Ģeklinde olabilir. Diğer bileģen ise matris fazıdır. Bu malzemelerin bir araya getirilmesi, bir takım çalıģma karakteristiklerinin bu bileģenler tek olarak değerlendirildiği durumdakinden daha iyi olmasına müsaade eder. Buna karģılık bu malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemede bazı güçlükler mevcuttur. Bu durum kompozit malzemelerin metalik malzemelere nazaran daha kompleks bir yapıya sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Cam elyaflı poliyester levhalar, çelik donatılı beton elemanlar, otomobil lastikleri ve seramik metal karıģımı olan sermentler bunlara örnektir. Metal Kompozitler (Metal Matrisli Birleşik Malzemeler MMC): Bir metalik fazın bazı takviye malzemeleri ile eritme vakum emdirme, sıcak preslemeve difizyon kaynağı gibi ileri teknikler uygulanarak MMC ler elde edilirler. MMC ler daha çok uzay ve havacılık alanlarında, mesela uzay teleskobu, platform taģıyıcı parçalar, uzay haberleģme cihazlarının reflektör ve destek parçaları vs. yerlerde kullanılır. Kompozit Malzemelerin Avantajları ve Dezavantajları Kompozit malzemelerin birçok özelliklerinin metallerinkine göre çok farklılıklar Göstermesinden dolayı, metal malzemelere göre önem kazanmıģlardır.kompozitlerin özgül ağırlıklarının düģük oluģu hafif konstrüksiyonlarda kullanımda büyük bir avantaj sağlamaktadır. Bunun yanında, iber takviyeli kompozit malzemelerin korozyona dayanımları, ısı, ses ve elektrik izolasyonu sağlamaları da ilgili kullanım alanları için bir üstünlük sağlamaktadır. AĢağıda bu malzemelerin avantajlı olan ve olmayan yanları kısaca ele alınmıģtır. Kompozit malzemelerin dezavantajlı yanlarını ortadan kaldırmaya yönelik teorik çalıģmalar yapılmakta olup, bu çalıģmaların olumlu sonuçlanması halinde kompozit malzemeler metalik malzemelerin yarini alabilecektir. 10

11 1.Yüksek Mukavemet :Kompozitlerin çekme ve eğilme mukavemeti birçok metalik malzemeye göre çok daha yüksektir. Ayrıca kalıplama özelliklerinden dolayı kompozitlere istenen yönde ve bölgede gerekli mukavemet verilebilir. Böylece malzemeden tasarruf yapılarak, daha hafif ve ucuz ürünler elde edilir. 2.Kolay Şekillendirebilme : Büyük ve kompleks parçalar tek iģlemle bir parça halinde kalıplanabilir.bu da malzeme ve iģçilikten kazanç sağlar. 3.Elektriksel Özellikler : Uygun malzemelerin seçilmesiyle çok üstün elektriksel özelliklere sahip kompozit ürünler elde edilebilir. Bugün büyük enerji nakil hatlarında kompozitler iyi bir iletken ve gerektiğinde de baģka bir yapıda, iyi bir yalıtkan malzemesi olarak kullanılabilirler. 4.Korozyona ve Kimyasal Etkilere Karşı Mukavemet : Kompozitler, hava etkilerinden, korozyondan ve çoğu kimyasal etkilerden zarar görmezler. Bu özellikleri nedeniyle kompozit malzemeler kimyevi madde tankları, boru ve aspiratörler, tekne ve diğer deniz araçları yapımında güvenle kullanılmaktadır. Özellikle korozyona karģı mukavemetli olması, endüstride birçok alanda avantaj sağlamaktadır. 5.Isıya ve Ateşe Dayanıklılığı : Isı iletim katsayısı düģük malzemelerden oluģabilen kompozitlerin ısıya dayanıklılık özelliği, yüksek ısı altında kullanılabilmesine olanak sağlamaktadır. Bazı özel katkı maddeleri ile kompozitlerin ısıya dayanımı arttırılabilir. 6.Kalıcı Renklendirme : Kompozit malzemeye, kalıplama esnasında reçineye ilave edilen pigmentler sayesinde istenen renk verilebilir.bu iģlem ek bir masraf ve iģçilik gerektirmez. 7.Titreşim Sönümlendirme : Kompozit malzemelerde süneklik nedeniyle doğal bir titreģim sönümleme ve Ģok yutabilme özelliği vardır. Çatlak yürümesi olayı da böylece minimize edilmiģ olmaktadır. Bütün bu olumlu yanların dıģında kompozit malzemelerin uygun olmayan yanları da Ģu Ģekilde sıralanabilir: Kompozit malzemelerdeki hava zerrecikleri malzemenin yorulma özelliklerini olumsuz etkilemektedir. Kompozit malzemeler değiģik doğrultularda değiģik mekanik özellikler gösterirler. Aynı kompozit malzeme için çekme, basma, kesme ve eğilme mukavemet değerleri farklılıklar gösterir. 11

12 Kompozit malzemelerin delik delme, kesme türü operasyonları liflerde açılmaya neden olduğundan, bu tür malzemelerde hassas imalattan söz edilemez. Görüldüğü gibi kompozit malzemeler, bazı dezavantajlarına rağmen çelik ve alüminyuma göre birçok avantaja sahiptir. Bu özellikleri ile kompozitler otomobil gövde ve tamponlarından deniz teknelerine, bina cephe ve panolarından komple banyo ünitelerine, ev eģyalarından tarım araçlarına kadar bir çok sanayi kolunda problemleri çözümleyecek bir malzemedir. Tabakalı kompozitler: Tabakalı kompozit yapı, en eski ve en yaygın kullanım alanına sahip olan tiptir. Farklı elyaf yönlenmelerine sahip tabakaların bileģimi ile çok yüksek mukaveket değerleri elde edilir. Isıya ve neme dayanıklı yapılardır. Metallere göre hafif ve aynı zamanda mukavemetli olmaları nedeniyle tercih edilen malzemelerdir. Sürekli elyaf takviyeli tabakalı kompozitler uçak yapılarında, kanat ve kuyruk grubunda yüzey kaplama malzemesi olarak çok yaygın bir kullanıma sahiptirler. Ayrıca, uçak yapılarında yaygın bir kullanım alanı olan sandviç yapılar da tabakalı kompozit malzeme örneğidirler. Sandviç yapılar, yük taģımayarak sadece izolasyon özelliğine sahip olan düģük yoğunluklu bir çekirdek malzemenin alt ve üst yüzeylerine mukavemetli levhaların yapıģtırılması ile elde edilirler. 12

13 2.BÖLÜM ÇATLAK İÇERMEYEN KOMPOZİT MALZEMELERDE YANAL BURKULMA ANALİZLERİ 1. (+FX) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİNİN İNCELENMESİ 13

14 1.1 Programın açılması Şekil 1-1 Ansys Programının Başlatılması Şekil 1-2 Program Açılış Penceresi 14

15 1.2 Analiz Türü Main Menu > Preferences > Structural i seçin. OK basın. 1.3 Eleman Tipi Seçimi Şekil 1-3 Analiz Türü Seçimi Main Menu > Preprocessor >Element Type>Add/Edit/Delete seçin. Element Type penceresinden Add.. e tıklayın. Library of Element Types penceresinden Shell ve 4node 181 i seçin. OK basın. Şekil 1-4 Element Seçimi Komutu Daha sonra;library if Element Types penceresinden OK basılır.element tipi seçilmiģ durumdadır ve otomatik olarak açılmıģ Element Types penceresinden Close butonu tıklanır ve menüden çıkılır. 15

16 Element Type penceresinden options a girin. Bütün tabakacıklardaki gerilme degerlerini veri olarak kaydetmek için Storage of layer data K8 i All Layers seçin. OK basın Şekil 1-5 Bütün Tabacıkların Gerilme Değerini Görmek 4 Node 181 ile ilgili değerleri girmek için Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete seçeneği tıklanır. Şekil 1-6 Element Değerlerini Girme Komutu ve Değeri Girilecek Elementin Seçilmesi 16

17 Daha sonra açılan Real Constants menüsünden Add seçilir. Şekil 1-7 Element Türünü Onaylama- Element Tipini Numaralandırma Daha sonra hiçbir değiģiklik yapılmadan OK butonu seçilir. 1.4 Malzeme Özelliklerinin Atanması Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models seçeneği tıklanır. Açılan menüde Material Models Available kısmında Structural>Linear>Elastic>Orthotropic çift tıklanır. Şekil 1-8 Malzeme Özelliklerini Girme Komutu ve Orthotropik Malzeme Seçimi Malzeme Özelliklerinin Girişi 17

18 Elastisite modülü (EX) =38000 Elastisite modülü (EY) =11000Elastisite modülü (EZ) =11000 Poisson Oranı (PRXY) =0.28 Poisson Oranı (PRYZ) =0.2 Poisson Oranı (PRXZ) =0.28 Akma Mukavemeti (GXY) =4900 Akma Mukavemeti (GYZ) =4900 Akma Mukavemeti (GXZ) =4900 Malzeme özellikleri gerektiği Ģekilde girilir ve daha sonra OK tıklanıp iģlem kaydedilir. Daha sonra Define Material Model Behavior menüsünden Material>Exit tıklanarak çıkılır. Şekil 1-9 Malzeme Özellikleri Menüsünden Çıkış 18

19 1.4 Tabakaların Oluşturulması Main Menu > Preprocessor >Real Constants>Sections>Shell>Layup> Add/Edit den Add seçilir. Şekil 1-10 Tabakaların Sayı Değerlerinin Girilmesi Main Menu > Preprocessor >Real Constants>Sections>Shell>Layup> Add/Edit den Add seçilir. Açılan Create and Modify Shell Sections penceresinden Add Layer a basılıp 6 tabaka olusturulur ve her bir tabakacıgın kalınlıgını, malzeme özelligi ve oryantasyon açıları belirlenir. OK ye basılır. 19

20 Açılan Create and Modify Shell Sections penceresinden Add Layer a basılıp 6 tabaka olusturulur ve her bir tabakacıgın kalınlıgını, malzeme özelligi ve oryantasyon açıları belirlenir. OK ye basılır. Şekil 1-11 Tabakaların Açı ve Kalınlık Değerlerinin Girilmesi Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Center And Corner seçeneği tıklanır. Şekil 1-12 Alanın Oluşumu 20

21 Şekil 1-13 Oluşturulan Alanın Görünümü 1.6 Elemanlara Ayırma Main menu>prepocessor>meshing>mesh tool tıklanır. Şekil 1-14 Elemanlara Ayırma Komutu 21

22 Mesh tool menüsünde size controls>global>set tıklanır. Smart Size Aktif hale getirilir. Fine Coarse 1 değerine mouse yardımıyla getirilir.böyleceen iyi Ģekilde Mesh iģlemi yapılmıģ olur. Daha sonra alt tarafta Mesh komutuna basılır. Pick All denilerek OK butonuna basılır. Şekil 1-15 Elemanlara Ayrılacak Alanın Seçimi 22

23 Şekil 1-16 Sonlu Elemanlara Ayrılmış Hal 1.7 Sınır Şartları KiriĢi sabitlemek için; MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement> On Lines tıklanır. Şekil 1-17 Sınır Şartlarını Belirleme Komutu (Modeli Sabitleme) 23

24 Açılan menüde ALL DOF seçili hale getirilir Displacement Value değeri 0 girilir ve OK butonuna basılarak iģlem tamamlanır. Şekil 1-18 Sınır Şartlarını Onaylama Şekil 1-19 Modelin Sınır Şartlarının Uygulanmış Görünümü 24

25 Main Menu > Solution> Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment>On Nodes seçtikten sonra Apply F/M on Nodes açılır plakanın plakanın sağında ve tam ortasında bir nokta seçilir Ok ye basılır. Şekil 1-20 Kuvvetin Belirlenmesi Açılan Apply F/M on Nodes penceresinde Apply Force/Moment on Nodes FX seçilir Force/Moment Value 1 girilir. Şekil 1-21 Kuvvetin Yönünün Değerinin Ve Doğrultusunun Belirlenmesi 25

26 Solution >(Unabrigdeg Menu) Şekil 1-22 UNABRIGDEG MENU Yanal Burkulma Analizi İçin Solution>(Unabrigdeg Menu )>Analysis Type> Analysis Options Şekil 1-23 Statik Analiz İçin prestress ON Açık olmalı 26

27 Solution >Solve> Current LS Şekil 1-24 Statik Analizin Çözümlenmesi OK basılır çözümleme yapıldıktan sonra Solutıon Done penceresi kapatılır. Finish Şekil 1-25 Statik Analizin Bitirilmesi 27

28 1.8 Burkulma Analizi Solution >New Analysis > Eigen Buckling Şekil 1-26 Burkulma analizi yapmak için EIGEN BUCKLING seçimi Solution>Analysis Type> Analysis Options Şekil 1-27 Analysis Tipinin Özellikleri 28

29 Şekil 1-28 Subspace, Nmode=1 Şekil 1-29 Subspaces working size=1 29

30 Solution > Solve >Current LS Şekil 1-30 Burkulma Analizi Çözümlenmesi General Posprocessor> Result Summary Şekil 1-31 Kritik burkulma yükü değeri belirlenmesi 30

31 2. (-FX) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİNİN İNCELENMESİ 31

32 Buraya kadar olan kısımda yapılacak iģlemler aynıdır.fakat burada değiģiklik yapmamız gereken nokta kuvvet yönünü ( FX) olarak değiģtirip iģlemlere devam etmektir. 2.1 Kuvvetin Atanması Açılan Apply F/M on Nodes penceresinde Apply Force/Moment on Nodes FX seçilir Force/Moment Value -1 girilir. Şekil 2-1 Kuvvetin Yönünün Değerinin Ve Doğrultusunun Belirlenmesi Şekil 2-2 Kuvvetin Yönü 32

33 2.2 Analiz Sonucu Değerler atanıp gerekli iģlemler tekrar aynı sırada yapıldığında ve çözümleme iģlemi yapıldığında son olarak belirlenen burkulma yükünün değerini burada okuyoruz. General Postprocesor> Result Summary Şekil 2-3 Kritik burkulma yükü değeri belirlenmesi 33

34 3. (+FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİNİN İNCELENMESİ 34

35 3.1 Kuvvetin Atanması Main Menu > Solution> Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment>On Keypoints seçtikten sonra Apply F/M on KPs açılır plakanın plakanın sağında ve en üstteki nokta seçilir Ok ye basılır. Şekil 3-1 Kuvvetin Belirlenmesi Açılan Apply F/M on KPs penceresinde Apply Force/Moment on Keypointss FY seçilir Force/Moment Value 1 girilir. Şekil 3-2 Kuvvetin Yönünün Değerinin Ve Doğrultusunun Belirlenmesi 35

36 Şekil 3-3 Kuvvetin Yönü Ve Doğrultusu 3.2 ANALİZ SUNUCU Son iģlem olarak yapılan analizde +fy yönündeki 1N kuvvet altındaki yanal burkulma analizini okuyoruz. General Postprocessor> Result Summary Şekil 3-4 Kritik burkulma yükü değeri belirlenmesi 36

37 4. (-FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİNİN İNCELENMESİ 37

38 4.1 Kuvvetin Atanması Main Menu > Solution> Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment>On Keypoints seçtikten sonra Apply F/M on KPs açılır plakanın plakanın sağında ve en alttaki nokta seçilir OK ye basılır. Şekil 4-1 Kuvvetin Belirlenmesi Açılan Apply F/M on KPs penceresinde Apply Force/On Keypoints FY seçilir Apply Force/Moment Value -1 girilir. Şekil 4-2 Kuvvetin Yönünün Değerinin Ve Doğrultusunun Belirlenmesi 38

39 Şekil 4-3 Kuvvetin Yönü Ve Doğrultusu 4.2 Analiz Sonucunun Okunması General postprocessor> Result Summary Şekil 4-4 Kritik burkulma yükü değeri belirlenmesi 39

40 3.BÖLÜM 5. Tabakalı Kompozitlerde Serbest Titreşim Analizi 5.1 Problemin Tanımı Şekil 5-1 Serbest Titreşim Analizi Yapılacak Orthotropik (6 tabakalı) Malzemenin Görünümü 5.2 Programın açılması Şekil 5-2 Ansys Programının Başlatılması 40

41 Şekil 5-3 Program Açılış Penceresi 5.3 Analiz Türü Main Menu>Preferences tıklanır Structural seçili hale getirilip OK butonuna basılır. Şekil 5-4 Analiz Türü Seçimi 41

42 5.4 Eleman Tipi Seçimi Main Menu>Preprocessor>Add/Edit/Delete seçeneği tıklanır. Açılan Element Types menüsünde Add seçeneği tıklanır.açılan Library of Element Types menüsünde Shell ardından da 4 Node 181 seçilip OK butonu tıklanır. Şekil 5-5 Element Seçimi Komutu Daha sonra;library if Element Types penceresinden OK basılır. Element tipi seçilmiģ durumdadır ve otomatik olarak açılmıģ Element Types penceresinden Close butonu tıklanır ve menüden çıkılır. 42

43 4 Node 181 ile ilgili değerleri girmek için Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete seçeneği tıklanır. Şekil 5-6 Element Değerlerini Girme Komutu ve Değeri Girilecek Elementin Seçilmesi Daha sonra açılan Real Constants menüsünden Add seçilir. Şekil 5-7 Element Türünü Onaylama- Element Tipini Numaralandırma Daha sonra hiçbir değiģiklik yapılmadan OK butonu seçilir. 43

44 5.5 Birim Seçimi Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Library>Select Units tıklanır SI(MKS) seçilip OK butonuna basılır Şekil 5-8 SI Metrik Sistemin Seçilmesi 44

45 5.6 Malzeme Özellikleri Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models seçeneği tıklanır. Açılan menüde Material Models Available kısmında Structural>Linear>Elastic>Orthotropic çift tıklanır. Şekil 5-9 Malzeme Özelliklerini Girme Komutu ve Orthotropik Malzeme Seçimi Malzeme Özelliklerinin Girişi Elastisite modülü (EX) =38000E6 Elastisite modülü (EY) =11000E6 Elastisite modülü (EZ) =11000E6 Poisson Oranı (PRXY) =0.28 Poisson Oranı (PRYZ) =0.2 Poisson Oranı (PRXZ) =0.28 Akma Mukavemeti (GXY) =4900E6 Akma Mukavemeti (GYZ) =4900E6 Akma Mukavemeti (GXZ) =4900E6 Malzeme özellikleri gerektiği Ģekilde girilir ve daha sonra OK tıklanıp iģlem kaydedilir. 45

46 Yine yukarıdaki Material Models Available kısmında Structural>Density çift tıklanır ve Density değeri 1250 olarak girilir. Şekil 5-10 Yoğunluk Değerinin Girilmesi Daha sonra Define Material Model Behavior menüsünden Material>Exit tıklanarak çıkılır. Şekil 5-11 Malzeme Özellikleri Menüsünden Çıkış 46

47 Main Menu>Preprocessor>Section>Shell>Lay-up>Add/Edit Şekil 5-12 Tabakaların Sayı Değerlerinin Girilmesi Main Menu > Preprocessor >Real Constants>Sections>Shell>Layup> Add/Edit den Add seçilir. Açılan Create and Modify Shell Sections penceresinden Add Layer a basılıp 6 tabaka olusturulur ve her bir tabakacıgın kalınlıgını, malzeme özelligi ve oryantasyon açıları belirlenir. OK ye basılır. Açılan Create and Modify Shell Section penceresinden kalınlık ve açı değerleri girilir. Şekil 5-13 Tabakaların Açı ve Kalınlık Değerlerinin Girilmesi 3mm kalınlığında eģit 6 parçaya böldüğümüz için her biri 0.5mm kalınlığındadır açıları sırayla 0,0,0,0,0,0 olarak girdik. 47

48 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Center And Corner seçeneği tıklanır. Yükseklik ve geniģlik değerleri girilir.(m) olarak. Şekil 5-14 Alanın Oluşumu Şekil 5-15 Oluşturulan Alanın Görünümü 48

49 5.7 Elemanlara Ayırma Main menu>prepocessor>meshing>mesh tool tıklanır. Şekil 5-16 Elemanlara Ayırma Komutu Mesh tool menüsünde size controls>global>set tıklanır. Smart Size Aktif hale getirilir. Fine Coarse 1 değerine mouse yardımıyla getirilir.böyleceen iyi Ģekilde Mesh iģlemi yapılmıģ olur. Daha sonra alt tarafta Mesh komutuna basılır. Pick All denilerek OK butonuna basılır. Şekil 5-17 Elemanlara Ayrılacak Alanın Seçimi 49

50 Şekil 5-18 Sonlu Elemanlara Ayrılmış Hal 5.8 Sınır Şartları KiriĢi sabitlemek için; MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural> Displacement>OnLines tıklanır. Şekil 5-19 Sınır Şartlarını Belirleme Komutu (Modeli Sabitleme) 50

51 Açılan menüde ALL DOF seçili hale getirilir Displacement Value değeri 0 girilir ve OK butonuna basılarak iģlem tamamlanır. Şekil 5-20 Sınır Şartlarını Onaylama Şekil 5-21 Modelin Sınır Şartlarının Uygulanmış Görünümü 51

52 5.9 Hacim Kazandırma Utility Menu>Plot Ctrls>Style>Size and Shape Şekil 5-22 Model Şekil Özellikleri Menüsüne Giriş Açılan Size and Shape menüsünde Display of Element seçeneği On olarak değiģtirilir ve OK tıklanır. Şekil 5-23 Modele Hacimsel Görünüm Kazandırma 52

53 Şekil 5-24 Modele Hacimsel Görünümü 5.10 Analiz Tipi Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis seçilir ve açılan New Analysis menüsünde Modal seçili hale getirilip OK butonuna basılır. Şekil 5-25 Analiz Tipi Seçimi 53

54 Main Menu>Solution>Analysis Type>Analysis Options seçilir ve açılan Modal Analysis menüsünde Made Extraction Method>QR Damped olarak değiģtirilir No. Of Modes to Extract>6 Expand Mode Shapes>Yes No. Of Modes to Expand>6 olarak düzenlenip OK butonuna basılır. Şekil 5-26 Analiz Ayarlarını Düzenleme Otomatik olarak açılan Block Lanczos Method menüsü OK butonuna basılarak devam edilir. Şekil 5-27 Analiz Ayarlarını Düzenleme (2) 54

55 5.11 Çözüm Main Menu>Solution>Solve>Current LS seçilir açılan Solve Current Load Stop menüsünde OK butonuna basılır. Şekil 5-28 Çözümleme Komutu ve Çözümleme Adım Başlangıcı Solition is done! Şekil 5-29 Çözümleme Komutu ve Çözümleme Adım Bitişi 55

56 Main Menu>General Postproc> Results Summary tıklanır. Şekil 5-30 Tümm Sonucu Okuma Komutu 5.12 Sonuçların Görülmesi Ġlk adımdaki sonucu görmek için Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set tıklanır. Şekil 5-31 İlk Sonucu Okuma Komutu 56

57 5.13 Deformasyonları Görüntüleme Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape tıklanır ve açılan menüde Def+undef edge seçili hale getirilip OK butonuna basılır. Şekil 5-32 Deformasyonu Görme Komutu ve Seçenekleri Deformasyonun Görüntüsü (1. Mod) İkinci Adımdaki Sonucu Okuma Komutu (2. Mod) Ġkinci sonucu görmek için; Main Menu>General Postproc>Read Results>Next Set tıklanır Deformasyonu Görme Komutu ve Seçenekleri (2. Mod) KiriĢteki deformasyonu görmek için; Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape tıklanır ve açılan menüde Def+undef edge seçili hale getirilip OK butonuna basılır. 57

58 Şekil 5-33 Deformasyonun Görüntüsü (1. Mod) Şekil 5-34 Deformasyonun Görüntüsü (2. Mod) 58

59 Şekil 5-35 Deformasyonun Görüntüsü (3. Mod) Şekil 5-36 Deformasyonun Görüntüsü (4. Mod) 59

60 Şekil 5-37 Deformasyonun Görüntüsü (5. Mod) Şekil 5-38 Deformasyonun Görüntüsü (6. Mod) 60

61 5.14 Deformasyonları Animasyon olarak Oynatma KiriĢin analizini animasyon olarak görebilmek için Utility Menu>Plot Ctrls > Animate > Mode Shape tıklanır. Şekil 5-39 Animasyon Görünümü Seçeneği DOF Solution>Def+Undef Edge seçili hale getirilip OK butonuna basılır. Şekil 5-40 Animasyon Ayarları 61

62 4.BÖLÜM ( mm)çatlak İÇEREN KOMPOZİT MALZEMELERDE YANAL BURKULMA ANALİZLERİ 6. ÇATLAKLI MALZEMEDE +FY YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİ (50 mm) ÇATLAK İÇERMESİ DURUMUNDA 6.1 Programın açılması Şekil 6-1 Ansys Programının Başlatılması 62

63 Şekil 6-2 Program Açılış Penceresi 6.2 Analiz Türü Main Menu > Preferences > Structural i seçin. OK basın Şekil 6-3 Analiz Türü Seçimi 63

64 6.3 Eleman Tipi Seçimi Main Menu > Preprocessor >Element Type>Add/Edit/Delete seçin. Element Type penceresinden Add.. e tıklayın. Library of Element Types penceresinden Shell ve 4node 181 i seçin. OK basın. Şekil 6-4 Element Seçimi Komutu Daha sonra;library if Element Types penceresinden OK basılır. Element tipi seçilmiģ durumdadır ve otomatik olarak açılmıģ Element Types penceresinden Close butonu tıklanır ve menüden çıkılır. Element Type penceresinden options a girin. Bütün tabakacıklardaki gerilme degerlerini veri olarak kaydetmek için Storage of layer data K8 i All Layers seçin. OK basın Şekil 6-5 Bütün Tabacıkların Gerilme Değerini Görmek 64

65 4 Node 181 ile ilgili değerleri girmek için Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete seçeneği tıklanır. Şekil 6-6 Element Değerlerini Girme Komutu ve Değeri Girilecek Elementin Seçilmesi Daha sonra açılan Real Constants menüsünden Add seçilir. Şekil 6-7 Element Türünü Onaylama- Element Tipini Numaralandırma(1) 65

66 Açılan Element Type for Real Co pencerisnde OK tuģuna basılır. Şekil 6-8 Element Türünü Onaylama- Element Tipini Numaralandırma(2) Daha sonra hiçbir değiģiklik yapılmadan OK butonu seçilir. Şekil 6-9 Element Türünü Onaylama- Element Tipini Numaralandırma(3) 66

67 Açılan Real Constants pencerisinden çıkmak için Close butonuna basılır. Şekil 6-10 Element Türünü Onaylama- Element Tipini Numaralandırma(4) 6.4 Malzeme Özellikleri Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models seçeneği tıklanır. Açılan menüde Material Models Available kısmında Structural>Linear>Elastic>Orthotropic çift tıklanır. Şekil 6-11 Malzeme Özelliklerini Girme Komutu ve Orthotropik Malzeme Seçimi Malzeme Özelliklerinin Girişi 67

68 Malzeme değerlerinin girişi Şekil 6-12 Malzeme Özelliklerini Girme Komutu ve Orthotropik Malzeme Seçimi Malzeme Özelliklerinin Girişi Elastisite modülü (EX) =38000 Elastisite modülü (EY) =11000 Elastisite modülü (EZ) =11000 Poisson Oranı (PRXY) =0.28 Poisson Oranı (PRYZ) =0.2 Poisson Oranı (PRXZ) =0.28 Akma Mukavemeti (GXY) =4900 Akma Mukavemeti (GYZ) =4900 Akma Mukavemeti (GXZ) =4900 Malzeme özellikleri gerektiği Ģekilde girilir ve daha sonra OK tıklanıp iģlem kaydedilir. 68

69 Daha sonra Define Material Model Behavior menüsünden Material>Exit tıklanarak çıkılır. Şekil 6-13 Malzeme Özellikleri Menüsünden Çıkış Main Menu > Preprocessor >Real Constants>Sections>Shell>Layup> Add/Edit den Add seçilir Şekil 6-14 Tabakaların Sayı Değerlerinin Girilmesi 69

70 Main Menu > Preprocessor >Real Constants>Sections>Shell>Layup> Add/Edit den Add seçilir. Açılan Create and Modify Shell Sections penceresinden Add Layer a basılıp 6 tabaka olusturulur ve her bir tabakacıgın kalınlıgını, malzeme özelligi ve oryantasyon açıları belirlenir. OK ye basılır. Açılan Create and Modify Shell Sections penceresinden Add Layer a basılıp 6 tabaka olusturulur ve her bir tabakacıgın kalınlıgını, malzeme özelligi ve oryantasyon açıları belirlenir. OK ye basılır. Şekil 6-15 Tabakaların Açı ve Kalınlık Değerlerinin Girilmesi Malzeme özellikleri girildikten sonra alt taraftaki iģaretli OK butonuna basılır.bu projede tüm değerler aynı kalmak Ģartıyla sadece thickness değerleri girilmiģtir.tüm parçamız 3mm kalınlığında olduğundan 6 tabakaya sahip olduğundan her bir tabaka değeri için 0.5mm girilmiģtir. 70

71 6.5 Alanın Oluşumu Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions seçeneği tıklanır. Şekil 6-16 Katı Alanın Oluşumu(1) Burada 4 farklı alan oluģturulmuģtur ve hepsi birbirinin içine geçirilmiģtir.çatlak oluģumu için ise 25mm olan uzunluğumuzu 0.01 mm küçültüp mm aldık ve çatlak oluģumunu sağlamıģ olduk. Şekil 6-17 Katı Alanın Oluşumu(2) 71

72 Şekil 6-18 Katı Alanın Oluşumu(3) Şekil 6-19 Katı Alanın Oluşumu(4) 72

73 Şekil6-20 Katı Alanın Oluşmuş Hali Main Menu>Preprocessor>Modeling>Booleans>Add>Areas seçeneği tıklanır. Şekil 6-21 Katı Alanları Yapıştırma Açılan Add Areas pencerisinde Pick All seçeniği tıklanır ve OK butonuna basılır ve tüm alanlar birbirine yapıģmıģ olur ve çatlak belli olur. 73

74 Şekil 6-22 Katı Alanları Yapışmış Hali Katıların YapıĢıp Çatlağın bir çizgi halinde belirginleģmesi Şekil 6-23 Çatlak Görünümü 74

75 6.6 Elemanlara Ayırma Main menu>prepocessor>meshing>mesh tool tıklanır. Şekil 6-24 Elemanlara Ayırma Komutu Main menu>prepocessor>meshing>mesh tool>glabal >Set tıklanır. Buradan SĠZE Element Edge length 7.5 girlir ve OK basılır. Şekil 6-25 Mesh Sıklığı 75

76 Şekil 6-26 Elemanlara Ayrılacak Alanın Seçimi Şekil 6-27 Sonlu Elemanlara Ayrılmış Hal 76

77 6.7 Sınır Şartları KiriĢi sabitlemek için; MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement> On Lines tıklanır. Şekil6-28 Sınır Şartlarını Belirleme Komutu (Modeli Sabitleme) Açılan menüde ALL DOF seçili hale getirilir Displacement Value değeri 0 girilir ve OK butonuna basılarak iģlem tamamlanır. Şekil 29 Sınır Şartlarını Onaylama 77

78 Şekil 6-30 Modelin Sınır Şartlarının Uygulanmış Görünümü Main Menu > Solution> Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment>On Keypoints seçtikten sonra Apply F/M on KPs açılır plakanın plakanın sağında ve en üstteki nokta seçilir Ok ye basılır. Şekil 6-31 Kuvvetin Belirlenmesi 78

79 Açılan Apply F/M on KPs penceresinde Apply Force/Moment on Keypointss FY seçilir Force/Moment Value 1 girilir. Şekil6-32 Kuvvetin Yönünün Değerinin Ve Doğrultusunun Belirlenmesi Şekil 6-33 Kuvvetin Yönü Ve Doğrultusu 79

80 Solition >(Unabrigdeg Menu) Şekil 6-34 UNABRIGDEG MENU Yanal Burkulma Analizi İçin Solution>(Unabrigdeg Menu)>Analysis Type> Analysis Options Şekil 6-35 Statik Analiz İçin prestress ON Açık olmalı 80

81 Solution >Solve> Current LS Şekil 6-36 Statik Analizin Çözümlenlesi(1) Malzememiz çatlak içeridiği için Verify pencerisi açılıyor bu pencerede Ok butonuna basılır. Şekil 6-37 Statik Analizin Çözümlenmesi(2) 81

82 Note penceresinde Close Butonuna basılır ve çözümleme sonlandırılır. Şekil 6-38 Statik Analiz Çözümlenmesinin Bitişi Finish Şekil 6-39 Statik Analizin Bitirilmesi 82

83 6.8 Burkulma Analizi Solution >New Analysis > Eigen Buckling Şekil 6-40 Burkulma analizi yapmak için EIGEN BUCKLING seçimi Solution>Analysis Type> Amalysis Options Şekil 6-41 Analysis Tipinin Özellikleri-1 Subspace, Nmode=1 83

84 Şekil 6-42 Analysis Tipinin Özellikleri - 2 Subspace Working Size= 1 Solution > Solve >Current LS Şekil 6-43 Burkulma Analizi Çözümlenmesi 84

85 General Postprocessor> Result Summary Şekil 6-44 Kritik burkulma yükü değeri belirlenmesi 85

86 7. ÇATLAKLI MALZEMEDE (-FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİ (50 mm) ÇATLAK İÇERMESİ DURUMUNDA 7.1 Session Editor Kullanamı Ansys Main Menu>Session Editor tıklanır. Şekil 7-1 Session Editor pencerisinden kontrol Açılan Session Editor pencerisinde yapılan tüm adımların kayıt altına alınır burada vermiģ olduğumuz +FY yönündeki 1N luk kuvveti -1N luk kuvet haline dönüģtürüyoruz ve aynı iģlemleri uzun uzadıya yapmaktansa tek iģlemle değiģtiriyoruz. 86

87 Şekil 7-2 Session Editor de Girilen Alan Değerleri 1N luk kuvvet -1 N yapılır Save edilir ve ardından OK e basılarak pencereden çıkılır. Şekil 7-3 Session Editor de -1 N luk Kuvvetin Uygulanışı 87

88 General Postproc>Result Summary tıklanır. Şekil 7-4 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri 88

89 8. ÇATLAKLI MALZEMEDE (+FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİ (100 mm) ÇATLAK İÇERMESİ DURUMUNDA Ansys Main Menu>Session Editor tıklanır. Çatlak boyları 100 mm olarak değiģtirilir. Şekil 8-1 Session Editor pencerisinden kontrol Şekil 8-2 Session Editor de Girilen Alan Değerleri 89

90 Yapılanlar bittikten sonra Save tuģuna basılır. Şekil 7-3 Save İşlemi Ardından OK tuģuna basılır ve çözümleme iģlemi baģlar. Şekil 7-4 Onaylama 90

91 Solition is done! Problemin çözüldüğünü gösteririr. Şekil 8-5 General Postproc>Result Summary tıklanır. Şekil 8-6 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri 91

92 9. ÇATLAKLI MALZEMEDE (-FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİ(100 mm) ÇATLAK İÇERMESİ DURUMUNDA Session Editor den çatlak boyu 100mm olarak değiģtirilip ve kuvvet yönü ( FY) yapılarak aynı adımlar tekrarlandığında tekrar Result Summary den Burkulma Yükünü okuyoruz. General Postproc>Result Summary tıklanır. Şekil 9-1 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri 92

93 10. ÇATLAKLI MALZEMEDE (+FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİ (150 mm) ÇATLAK İÇERMESİ DURUMUNDA Session Editor den çatlak boyu 150mm olarak değiģtirilip ve kuvvet yönü (+FY) yapılır. Şekil 10-1 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri General Postproc>Result Summary tıklanır. Şekil10-2 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri 93

94 11.ÇATLAKLI MALZEMEDE (-FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİ (150 mm) ÇATLAK İÇERMESİ DURUMUNDA Session Editor den çatlak boyu 150mm olarak değiģtirilip ve kuvvet yönü ( FY) yapılarak aynı adımlar tekrarlandığında tekrar Result Summary den Burkulma Yükünü okuyoruz. General Postproc>Result Summary tıklanır. Şekil 11-1 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri 94

95 12.ÇATLAKLI MALZEMEDE (+FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİ (200 mm) ÇATLAK İÇERMESİ DURUMUNDA Session Editor den çatlak boyu 200mm olarak değiģtirilip ve kuvvet yönü (+FY) yapılarak aynı adımlar tekrarlanır. Şekil 12-1 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri General Postproc>Result Summary tıklanır. Şekil 12-2 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri 95

96 13.ÇATLAKLI MALZEMEDE (-FY) YÖNÜNDE YANAL BURKULMA ANALİZİ(200 mm) ÇATLAK İÇERMESİ DURUMUNDA Session Editor den çatlak boyu 200mm olarak değiģtirilip ve kuvvet yönü ( FY) yapılarak aynı adımlar tekrarlandığında tekrar Result Summary den Burkulma Yükünü okuyoruz. General Postproc>Result Summary tıklanır. Şekil 13-1 Oluşan Kritik Burkulma Yükü Değeri 96

97 5.BÖLÜM 14. (50mm) ÇATLAK İÇİEREN KOMPOZİT MALZEMEDE TİTREŞİM ANALİZİ 14.1 Analiz Türü Main Menu>Preferences tıklanır. Structural seçili hale getirilip OK butonuna basılır. Şekil 14-1 Analiz Türü Seçimi 97

98 14.2 Eleman Tipi Seçimi Main Menu>Preprocessor>Add/Edit/Delete seçeneği tıklanır. Açılan Element Types menüsünde Add seçeneği tıklanır.açılan Library of Element Types menüsünde Shell ardından da 4 Node 181 seçilip OK butonu tıklanır. Şekil 14-2 Element Seçimi Komutu Daha sonra;library if Element Types penceresinden OK basılır. Element tipi seçilmiģ durumdadır ve otomatik olarak açılmıģ Element Types penceresinden Close butonu tıklanır ve menüden çıkılır. 98

99 4 Node 181 ile ilgili değerleri girmek için Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete seçeneği tıklanır. Şekil 14-3 Element Değerlerini Girme Komutu ve Değeri Girilecek Elementin Seçilmesi Daha sonra açılan Real Constants menüsünden Add seçilir. Şekil 14-4 Element Türünü Onaylama- Element Tipini Numaralandırma 99

100 14.3 Birim Seçimi Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Library>Select Units tıklanır SI(MKS) seçilip OK butonuna basılır. Şekil 14-5 SI Metrik Sistemin Seçilmesi 100

101 14.4 Malzeme Özellikleri Main Menu>Preprocessor > Material Props > Material Models seçeneği tıklanır. Açılan menüde Material Models Available kısmında Structural > Linear > Elastic > Orthotropic çift tıklanır. Şekil 14-6 Malzeme Özelliklerini Girme Komutu ve Orthotropik Malzeme Seçimi Malzeme Özelliklerinin Girişi Elastisite modülü (EX) =38000E6 Elastisite modülü (EY) =11000E6 Elastisite modülü (EZ) =11000E6 Poisson Oranı (PRXY) =0.28 Poisson Oranı (PRYZ) =0.2 Poisson Oranı (PRXZ) =0.28 Akma Mukavemeti (GXY) =4900E6 Akma Mukavemeti (GYZ) =4900E6 Akma Mukavemeti (GXZ) =4900E6 Malzeme özellikleri gerektiği Ģekilde girilir ve daha sonra OK tıklanıp iģlem kaydedilir. 101

102 Yine yukarıdaki Material Models Available kısmında Structural>Density çift tıklanır ve Density değeri 1250 olarak girilir. Şekil 14-7 Yoğunluk Değerinin Girilmesi Daha sonra Define Material Model Behavior menüsünden Material>Exit tıklanarak çıkılır. Şekil 14-8 Malzeme Özellikleri Menüsünden Çıkış 102

103 Main Menu>Preprocessor>Section>Shell>Lay-up>Add/Edit Şekil 14-9 Tabakaların Sayı Değerlerinin Girilmesi Main Menu > Preprocessor >Real Constants>Sections>Shell>Layup> Add/Edit den Add seçilir. Açılan Create and Modify Shell Sections penceresinden Add Layer a basılıp 6 tabaka olusturulur ve her bir tabakacıgın kalınlıgını, malzeme özelligi ve oryantasyon açıları belirlenir. OK ye basılır. Açılan Create and Modify Shell Section penceresinden kalınlık ve açı değerleri girilir. Şekil Tabakaların Açı ve Kalınlık Değerlerinin Girilmesi 3mm kalınlığında eģit 6 parçaya böldüğümüz için her biri 0.5mm kalınlığındadır açıları sırayla 0,0,0,0,0,0 olarak girdik. 103

104 14.5 Alanın Oluşumu Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions seçeneği tıklanır. Şekil Katı Alanın Oluşumu(1) Burada 4 farklı alan oluģturulmuģtur ve hepsi birbirinin içine geçirilmiģtir.çatlak oluģumu için ise 25mm olan uzunluğumuzu 0.01 mm küçültüp mm aldık ve çatlak oluģumunu sağlamıģ olduk. Şekil Katı Alanın Oluşumu(2) 104

105 Şekil Katı Alanın Oluşumu(3) Şekil Katı Alanın Oluşumu(4) 105

106 Şekil Katı Alanın Oluşmuş Hali Main Menu>Preprocessor>Modeling>Booleans>Add>Areas seçeneği tıklanır. Şekil Katı Alanları Yapıştırma Açılan Add Areas pencerisinde Pick All seçeniği tıklanır ve OK butonuna basılır ve tüm alanlar birbirine yapıģmıģ olur ve çatlak belli olur. 106

107 Şekil Katı Alanları Yapışmış Hali Katıların YapıĢıp Çatlağın bir çizgi halinde belirginleģmesi Elemanlara Ayırma Main menu>prepocessor>meshing>mesh tool tıklanır. Şekil 14-18Elemanlara Ayırma Komutu Glabal >Set tıklanır. Buradan SĠZE Element Edge length 10 girlir ve OK basılır. 107

108 Şekil Elemanlara Ayrılacak Alanın Seçimi Şekil Sonlu Elemanlara Ayrılmış Hal 108

109 14.7 Sınır Şartları KiriĢi sabitlemek için; MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement> On Lines tıklanır. Şekil Sınır Şartlarını Belirleme Komutu (Modeli Sabitleme) Açılan menüde ALL DOF seçili hale getirilir. Displacement Value değeri 0 girilir ve OK butonuna basılarak iģlem tamamlanır. Şekil Sınır Şartlarını Onaylama 109

110 Şekil Modelin Sınır Şartlarının Uygulanmış Görünümü 14.8 Hacim Kazandırma Utility Menu>Plot Ctrls>Style>Size and Shape Şekil Model Şekil Özellikleri Menüsüne Giriş Açılan Size and Shape menüsünde Display of Element seçeneği On olarak değiģtirilir. 110

111 OK tıklanır. Şekil Modele Hacimsel Görünüm Kazandırma 14.9 Analiz Tipi Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis seçilir ve açılan New Analysis menüsünde Modal seçili hale getirilip OK butonuna basılır. Şekil Analiz Tipi Seçimi 111

112 Main Menu>Solution>Analysis Type>Analysis Options seçilir ve açılan Modal Analysis menüsünde Made Extraction Method>QR Damped olarak değiģtirilir No. Of Modes to Extract>6 Expand Mode Shapes>Yes No. Of Modes to Expand>6 olarak düzenlenip OK butonuna basılır. Şekil Analiz Ayarlarını Düzenleme Otomatik olarak açılan Block Lanczos Method menüsü OK butonuna basılarak devam edilir. Şekil Analiz Ayarlarını Düzenleme (2) 112

113 14.10 Çözüm Main Menu>Solution>Solve>Current LS seçilir açılan Solve Current Load Stop menüsünde OK butonuna basılır Şekil Çözümleme Komutu ve Çözümleme Adım Başlangıcı OK basılır ve Solition is done! Çıkınca o pencere kapatılır. Main Menu>General Postproc> Results Summary tıklanır. Şekil Sonuçları Sonucu Okuma Komutu 113

114 15. (100mm) ÇATLAK İÇİEREN KOMPOZİT MALZEMEDE TİTREŞİM ANALİZİ Buraya kadar olan iģlemler 50mm çatlakta yapılan iģlemlerle aynıdır Alanın Oluşumu Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions seçeneği tıklanır. Şekil 15-1 Katı Alanın Oluşumu(1) Burada 4 farklı alan oluģturulmuģtur ve hepsi birbirinin içine geçirilmiģtir.çatlak oluģumu için ise 25mm olan uzunluğumuzu 0.01 mm küçültüp mm aldık ve çatlak oluģumunu sağlamıģ olduk. 114

115 Şekil 15-2 Katı Alanın Oluşumu(2) Şekil 15-3 Katı Alanın Oluşumu(3) 115

116 Şekil 15-4 Katı Alanın Oluşumu(4) Şekil 15-5 Katı Alanın Oluşmuş Hali Main Menu>Preprocessor>Modeling>Booleans>Add>Areas seçeneği tıklanır Açılan Add Areas pencerisinde Pick All seçeniği tıklanır ve OK butonuna basılır ve tüm alanlar birbirine yapıģmıģ olur ve çatlak belli olur. 116

117 15.2 Mesh İşlemi Sonucu Şekil 15-6 Sonlu Elemanlara Ayrılmış Hal 15.3 Oluşan Titreşimlerin Okunması Main Menu>General Postproc> Results Summary tıklanır. Şekil 15-7 Ttireşim Analizlerini Okuma Buraya kadar iģlemler aynı sırada yapılır ve Solve seçeneğinden yapılan iģlemler girilen yüklerin hesaplanması yapılarak 100m çatlak içiren kompozit malzemedeki titreģim değerleri hesaplanmıģ olur. 117

118 16. (150mm) ÇATLAK İÇİEREN KOMPOZİT MALZEMEDE TİTREŞİM ANALİZİ 16.1 Alanın Oluşumu Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions seçeneği tıklanır. Şekil 16-1 Katı Alanın Oluşumu(1) TitreĢim Analizinde dikkat edicek hususlar değerlerin m cinsinden girilmesidir.ayrıca çatlak oluģumunda 0.01mm lik bir çok küçük fark alınmıģtır bunu metreye çevirdiğimizde 10-5 m çıkıyor ve Ansys max bu değere kadar izin verebiliyor çatlak oluģumunu bundan daha küçük değerlerde analiz iģlemini gerçekleģtiremiyor. 118

119 Şekil 16-2 Katı Alanın Oluşumu(2) Şekil 16-3 Katı Alanın Oluşumu(3) 119

120 Şekil 16-4 Katı Alanın Oluşumu(4) Şekil 16-5 Katı Alanın Oluşmuş Hali Daha sonra Main Menu>Preprocessor>Modeling>Booleans>Add>Areas seçeneği tıklanır Açılan Add Areas pencerisinde Pick All seçeniği tıklanır ve OK butonuna basılır ve tüm alanlar birbirine yapıģmıģ olur ve çatlak belli olur. 120

121 16.2 Mesh İşlemi Sonucu Şekil 15-6 Sonlu Elemanlara Ayrılmış Hal Main Menu>General Postproc> Results Summary tıklanır. Şekil 16-7 Ttireşim Analizlerini Okuma 121

122 17. (200mm) ÇATLAK İÇEREN KOMPOZİT MALZEMEDE TİTREŞİM ANALİZİ 17.1 Alanın Oluşumu Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions seçeneği tıklanır. Şekil 17-1 Katı Alanın Oluşumu(1) 122

123 Şekil 17-2 Katı Alanın Oluşumu(2) Şekil 17-4 Katı Alanın Oluşumu(3) 123

124 Şekil 17-4 Katı Alanın Oluşumu(4) Şekil 17-5 Katı Alanın Oluşmuş Hali 124

125 17.2 Mesh İşlemi Sonucu Şekil 17-6 Sonlu Elemanlara Ayrılmış Hal Main Menu>General Postproc> Results Summary tıklanır Şekil 17-7 Ttireşim Analizlerini Okuma 125

126 +FY(N) 6.BÖLÜM SONUÇ ÇATLAĞA KARŞILIK GELEN +FY YANAL BURKULMA KUVVET DEĞERLERİ , ,844 3,5487 1,571 0, ÇATLAK MESAFESİ(mm) Şekil 6.1 ġekil 6.1 de +Fy yönünde 1 N luk birim kuvvetine maruz kalan sandiviç kompozitte çatlak boyu- yanal burkulma kuvveti değiģimi görülmektedir. Yaptığımız analizler sonucu oluģan yukarıdaki çatlak boyu yanal burkulma analizi grafiğinde 50 mm lik çatlak derinliği değerine karģılık gelen yanal burkulma kuvveti değeri diğer çatlak mesafeleriyle karģılaģtırıldığında burkulma kuvvetindeki düģüģün diğer çatlak derinliklerinden daha fazla olduğu görülmüģtür.yani max. Çatlak boyu değiģimi 50mm çatlak derinliğinde grafikten de görüldüğü gibi gözlemlenmiģtir.max. düģüģün olduğu çatlak boyunda % 82,15 lik bir düģüģ yaģanmıģtır. 126

127 -FY (N) ÇATLAĞA KARŞILIK GELEN -FY YANAL BURKULMA KUVVET DEĞERLERİ 30,556 28,636 25,675 24, , ÇATLAK MESAFESİ(mm) Şekil 6.2 ġekil 6.2 de -Fy yönünde 1 N luk birim kuvvetine maruz kalan sandiviç kompozitte çatlak boyu- yanal burkulma kuvveti değiģimi görülmektedir. Yaptığımız analizler sonucu oluģan yukarıdaki çatlak boyu yanal burkulma analizi grafiğinde 200 mm lik çatlak derinliği değerine karģılık gelen yanal burkulma kuvveti değeri diğer çatlak mesafeleriyle karģılaģtırıldığında burkulma kuvvetindeki düģüģün diğer çatlak derinliklerinden daha fazla olduğu görülmüģtür. Yani max. Çatlak boyu değiģimi 200mm çatlak derinliğinde grafikten de görüldüğü gibi gözlemlenmiģtir. Max. düģüģün olduğu çatlak boyunda % 81,07 lik bir düģüģ yaģanmıģtır. 127

128 Titreşim Modları 4500 TİTREŞİM MODLARI-TABAKALARA KARŞILIK GELEN GRAFİK ,5 2754,6 2854,5 2792,1 2842,5 2748,6 2715,9 2789,3 2448,2 2496,5 2475,6 2405,6 1767,4 1619,7 1683,6 1415,4 1460,7 1356,5 1188,7 964,23 900,42 778,08 250,58 716,08 638,14 319,48 169,54 260,57 168,97 108, mm 50 mm 100 mm 150 mm 200 mm Tabakalar Şekil 6.3 0mm 50mm 100mm 150mm 200mm 1 108,14 169,54 168,97 250,58 319, ,57 716,08 778,08 964, , , ,4 1356,5 1188,7 1460, , ,6 2748,6 2405,6 2448, ,7 2854,5 2792,1 2475,6 2715, ,6 3832,5 2842,5 2496,5 2789,3 Tablo 6.1 Çatlak Boylarına Karşılık Gelen Titreşim Modları ġekil 6.3 ve Tablo 6.1 de Çatlak Boylarına karģılık gelen 6 tabak için teker teker analizleri yapılan TitreĢim Modları gösterilmiģtir. ġekil 6.3 e baktığımızda en stabil olarak ilerleyen TitreĢim Modu 0 mm çatlak içeren yani çatlak içermeyen kompozit malzememiz olarak gözlemlenmektedir. Tam aksi olarak ise en fazla dalgalanma gözlemlediğimiz çatlak boyu ise max çatlak boyumuz olan 200 mm de gözlemlenmektedir. 128

129 KAYNAKÇA [1] S. Timoshenko ( And Gere). Theory of Elastic Stability 2nd Ed. McGraw- Hill Book Comp [2] M.A. VAZ, M.H. PATEL. Lateral Buckling of Bundled Pipe Systems, Marine Structures, 12, (1999), [3] Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston, Jr. Mechanics of Materials 2nd Ed. McGraw-Hill Book Comp [4] [5] [6] 129