BAKLAVA ŞEKİLLİ ÇERÇEVELERİN TİTREŞİM,STATİK VE DİNAMİK KARARLILIK ANALİZİ

Benzer belgeler
DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 14 Sayı: 42 sh EKİM 2012

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 14 Sayı: 42 sh EKİM 2012 TABAKALI EĞRİ ÇUBUKLARIN DİNAMİK KARARLILIK ANALİZİ

Üzerinde birden fazla yay-kütle sistemi bulunan eksenel yük etkisi altındaki kirişlerin serbest titreşim analizi

ZAMANLA DEĞİŞEN HIZDA HAREKET EDEN YÜKE MARUZ KİRİŞ/KÖPRÜ NÜN DİNAMİK TEPKİSİ

AYARLI KÜTLE SÖNÜMLEYİCİLERİN ÜÇ KATLI YAPI MODELİNİN SİSMİK VE HARMONİK DAVRANIŞINA ETKİLERİ

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

HARAKETLİ YÜK PROBLEMİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

MKM 308 Makina Dinamiği

INSA 473 Çelik Tasarım Esasları Basınç Çubukları

Teknik Not / Technical Note KONUT SEKTÖRÜ İÇİN LİNYİT KÖMÜRÜ TÜKETİCİ FAZLASI

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 9 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

BÖLÜM - 2 DEPREM ETKİSİNDEKİ BİNALARIN TASARIM İLKELERİ (GENEL BAKIŞ)

ASİMETRİK EVOLVENT PROFİLLİ DÜZ DİŞLİLERİN BOYUTLANDIRILMASI VE GEOMETRİK MODELLERİNİN OLUŞTURULMASI

İKİ BOYUTLU ÇUBUK SİSTEMLER İÇİN YAPI ANALİZ PROGRAM YAZMA SİSTEMATİĞİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Adnan GÖRÜR Duran dalga 1 / 21 DURAN DALGA

28. Sürekli kiriş örnek çözümleri

İ. T. Ü İ N Ş A A T F A K Ü L T E S İ - H İ D R O L İ K D E R S İ BOYUT ANALİZİ

Pnömatik Silindir Tasarımı Ve Analizi

ÇELİK YAPILAR EKSENEL BASINÇ KUVVETİ ETKİSİ. Hazırlayan: Yard.Doç.Dr.Kıvanç TAŞKIN

MESNETLERİNDEN FARKLI YER HAREKETLERİNE MARUZ EĞİK ASKILI KÖPRÜLERİN KABLO DAVRANIŞI

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DİFERANSİYEL QUADRATURE ELEMAN METODU (DQEM) İLE YAPI ELEMANLARININ STATİK ANALİZİ

DEĞİŞKEN KESİTLİ ÇERÇEVELERİN ELEKTRONİK TABLOLARLA ANALİZ VE TASARIMI

YAYLAR. d r =, 2 FD T =, 2. 8FD τ = , C= d. C: yay indeksi, genel olarak 6 ile 12 arasında değişen bir değerdir. : Kayma gerilmesi düzeltme faktörü

İnşaat Mühendisliği Bölümü UYGULAMA 1- BOYUT ANALİZİ

SAYISAL GÖRÜNTÜ ANALİZ İŞLEMİNDE KAMERA KALİBRASYON PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Düzlem Kafes Sistemlerin ANSYS Paket Programı ile Optimum Geometri Tasarımı

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Uzay Çatı Sistemlerinin ANSYS Paket Programı Kullanılarak Statik Analizi

SONLU ELEMANLAR (FINITE ELEMENTS) YÖNTEMİ

DÖRTGEN DELİKLİ KOMPOZİT LEVHALARDA ELASTO- PLASTİK GERİLME ANALİZİ

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

YAPI MÜHENDİSLİĞİ BİLGİSAYAR UYGULAMALARI

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

p 2 p Üçgen levha eleman, düzlem şekil değiştirme durumu

Mukavemet-II PROF. DR. MURAT DEMİR AYDIN

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR LİSTESİ

Tanım: Boyuna doğrultuda eksenel basınç kuvveti taşıyan elemanlara Basınç Çubuğu denir.

Açı Yöntemi. 1 ql 8. Açı yöntemi olarak adlandırılan denklemlerin oluşturulmasında aşağıda gösterilen işaret kabulü yapılmaktadır.

Silindirik Kabuk Yapıların Burulmalı Titreşim Davranışının İncelenmesi

KONTROLÜ. Marmara Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Göztepe Kampüsü Kadıköy-İSTANBUL

Deney 21 PID Denetleyici (I)

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

MERKEZİ ÇELİK ÇAPRAZLA TEŞKİL EDİLMİŞ ÇOK KATLI ÇELİK YAPILARIN İKİNCİ MERTEBE ANALİZİ

Kürleşme sıcaklığı ve süresinin cam/polyester kompozit kirişlerin serbest titreşim ve burkulma davranışına etkileri

İNCE CİDARLI KOMPOZİT KİRİŞLERİN STATİK VE DİNAMİK ANALİZİ

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

TIMOSHENKO KİRİŞLERİNİN SERBEST TİTREŞİM ANALİZİNİN DİFERANSİYEL TRANSFORMASYON METODU İLE İNCELENMESİ

Çelik Yapılar - INS /2016

İNM 208 DERS TANITIM

İÇİNDEKİLER. ÖNSÖZ... iii İÇİNDEKİLER... v

İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi

Bölüm 7: İş ve Kinetik Enerji

Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü/Sakarya

İki Boyutlu Yapılar için Doğrudan Rijitlik Metodu (Direct Stiffness Method) (İleri Yapı Statiği II. Kısım)

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

KİRİŞ YAPILARINDAKİ HAFİFLETME DELİĞİ ETRAFINDAKİ GÜÇLENDİRMENİN, BİRLEŞİK YÜKLER ALTINDAKİ KRİTİK BURKULMA GERİLMESİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

STOK KONTROL YÖNETİMİ

Daire Eksenli Yapı Elemanlarının Tamamlayıcı Fonksiyonlar Yöntemi ile Statik Analizi

Öngerilmeli Beton Sürekli Kirişlerin Bilgisayarla Hesabı

DOÇ.DR. ŞEREF DOĞUŞCAN AKBAŞ

Transformasyonlar (İleri Yapı Statiği)

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

Tork ve Denge. Test 1 in Çözümleri

ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ İnşaat Mühendisliği Bölümü. KESME Kirişlerde Etriye Hesabı (TS 500:2000)

ANALİTİK MODEL GÜNCELLEME YÖNTEMİ KULLANILARAK KÖPRÜLERİN HASAR TESPİTİ

S7 300 İLE PROFIBUS ÜZERİNDEN SİSTEMİN GERÇEK ZAMANLI PID KATSAYILARININ BULUNARAK PID İLE KONTROLÜ

29. Düzlem çerçeve örnek çözümleri

ÖZHENDEKCİ BASINÇ ÇUBUKLARI

EĞRİSEL YAPI ELEMANLARININ ETKİN SAYISAL ANALİZİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA 1. A Study on An EfficientNumerical Analysis of TheCurvedStructuralElements

G( q ) yer çekimi matrisi;

YARI RİJİT BİRLEŞİMLİ ÇELİK ÇERÇEVELERİN ANALİZİ

5. BASINÇ ÇUBUKLARI. Euler bağıntısıyla belirlidir. Bununla ilgili kritik burkulma gerilmesi:

DEĞİŞKEN KESİTLİ KİRİŞLERDE ELASTİK EĞRİNİN SONLU FARKLAR YÖNTEMİ İLE HESABI DEFLECION OF BEAMS WITH VARIABLE THICKNESS BY FINITE DIFFERENCE METHOD

DÜZLEM ÇUBUK ELEMAN RİJİTLİK MATRİSİNİN DENEYSEL OLARAK BELİRLENMESİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Dairesel Temellerde Taban Gerilmelerinin ve Kesit Zorlarının Hesabı

Yarıyıl Kodu Dersin Adı Sorumlusu Sınav Yeri

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

AÇI YÖNTEMİ Slope-deflection Method

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

KOMPOZĐT VE SANDVĐÇ KĐRĐŞLERDEKĐ HASAR ŞĐDDETĐNĐN TĐTREŞĐM BAZLI ANALĐZLER VE YAPAY SĐNĐR AĞLARI ĐLE TESPĐTĐ

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

Düzlem Çerçeve Yapıların Elverişsiz Yük Dağılımına Göre Analizi

KODU DERSİN ADI SORUMLUSU YER P.TESİ SALI ÇARŞ PERŞ CUMA Yüksek Lisans Tezi Doç. Dr. Tayfun DEDE

q = 48 kn/m q = 54 kn/m 4 m 5 m 3 m 3 m

ELASTİK ZEMİNE OTURAN SÜREKLİ TEMELLERİN KUVVET YÖNTEMİ İLE ANALİZİ VE SAYISAL HESABI İÇİN GELİŞTİRİLEN BİLGİSAYAR PROGRAMI

Prof. Dr. Vebil Yıldırım

ÇEVRESEL TİTREŞİM VERİLERİ KULLANILARAK KEMER BARAJLARIN HASAR DEĞERLENDİRMESİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Genel Giris. Çift kiriş sehpa portal vinç. Teklifte bilinen değerler: CS Gün. İlk yayın tarihi:

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

MATLAB programı kullanılarak bazı mühendislik sistemlerinin optimum tasarımı

Transkript:

Uluslararası Katılımlı 7. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 4-7 Haziran 25 BAKLAVA ŞEKİLLİ ÇERÇEVELERİN TİTREŞİM,STATİK VE DİNAMİK KARARLILIK ANALİZİ Funa Özil a Hasan Öztürk b Mustafa Sabuncu c Dokuz Eylül Üniversitesi Dokuz Eylül Üniversitesi Dokuz Eylül Üniversitesi İzmir İzmir İzmir Özet Birçok yapıa kullanılan baklava şekilli çerçeve yapılar, statik ve inamik yüklere maruz kalırlar. Bunun sonucuna, burkulma ve inamik kararsızlık problemleri ortaya çıkar. Bu çalışmaa, baklava şekilli çerçeve bir yapının periyoik eksenel yük altınaki üzlem içi statik ve inamik kararlılığı araştırılmıştır. Çerçeve, Euler çubuk kabul eilerek, Sonlu Elemanlar Metou ile moellenmiştir. Dinamik karasız bölgelerinin bulunması için Bolotin yaklaşımı kullanılmıştır. Moelin oğruluğu için, bulunan burkulma ve oğal frekanslar ANSYS programı sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Baklava şeklin açısal eğişimin, statik ve inamik yük katsayısının inamik kararsız bölgelere olan etkileri incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Baklava çerçeveler, Burkulma, Dinamik kararlık, Serbest titreşim, Sonlu elemanlar. Abstract Diamon beam shape frames are use in many structures an subjecte to static an ynamic loas. Therfore, ynamic an static stability occurs. In this stuy,in-plane ynamic an static stabilities of iamon beam structures uner the perioic loa are investigate. The iamon shape structure is assume to be an Euler beam an moele by using the Finite Element Metho. Bolotin approach is use for fining the ynamic instable regions. Calculete frequencies an static stability results are compare with ANSYS proggramme results. The effect of angular positon of the iamon shape, static an ynamic loa parameters on the unstable regions are investigate. Keywors: Diamon beam, Buckling, Dynamic stability, Free vibration, Finite element. I. Giriş Çerçeve yapılar, özellikle inşaat mühenisliği alanına yaygın olarak sanayi yapılar, köprüler, gökelenler gibi yapıların iskeleti olarak kullanılmaktaır. Ayrıca inşaat sektörünün yanı sıra türbinlere, otomotiv, havacılık ve çeşitli makine enüstrilerine e çerçeve yapıların kullanımı yaygınır. Çerçeve yapılar çalışma esnasına, çalışma koşullarına göre statik ve inamik yüklere maruz a funaozil.9@gmail.com b hasan.ozturk@eu.eu.tr c mustafa.sabuncu@eu.eu.tr kalırlar ve sonuçta kararsızlık urumları ortaya çıkar. Bu neenle, çerçeve yapılara burkulma(statik kararlılık) ve inamik kararlılık özellikleri ile ilgili birçok araştırma yapılmıştır. Titreşim analizi ise bu araştırmaların en önemli basamağıır.bolotin [], Bernoulli-Euler çubuğunu, oğal frekans ve burkulma(statik karalılık) yüklerini veren iferansiyel enklemleri çözerek incelemiştir. Ayrıca inamik kararsızlık sınırlarını a hesaplamıştır. Park ve Gao [2], Bernouli-Euler çubuğunu, minimum potansiyel enerji prensibini kullanarak çift stres teorisine ayalı olarak moellemişlerir. Falsone ve Settineri [3], Timoshenko teorisine bağlı çubuk için yeni bir sonlu elemanlar yaklaşımı kullanarak çözüm geliştirmiştir. Bernouli-Euler teorisine benzer şekile bir sonlu elemanlar yöntemi kullanmışlar, ancak tek bir örüncü ereceen iferansiyel enklemin Timoshenko kirişin engesini belirleyici olarak kabul eilmesiyle hesap gerçekleştirilmiştir.briseghella, Majorana ve Pellegrino [4], sonlu elemanlar metounu kiriş ve çerçevelerin inamik kararlılık bölgelerini bulmak için kullanmışlarır. Sabuncu ve Şakar [5], homojen rayal periyoik kuvvete maruz simetrik iki kanatlı pervanenin statik ve inamik kararlılığını sonlu elemanlar yöntemini kullanarak incelemiştir. Boyut, kanat açısı, önme hızı gibi çeşitli parametrelerin kararlılığa etkisi sunulmuştur.girgin, Ozmen ve Orakogen [6], üzenli ve üzensiz çerçeve yapılara burkulma yükünün yaklaşık eğerini belirlemek için basitleştirilmiş bir yöntem geliştirmiştir. Bu yönteme çerçevelerin yanal yük analizinen yararlanılmış ve sonuçlar kabul eilebilir %5 lik bir hatayla hesaplanmıştır. Zaslavsky [7], hareketli yük etkisi altınaki ana kiriş ve menteşe ve/veya sabit sütunlaran oluşan kapı çerçevesinin elastik kararlılığını incelemiştir. Thomas ve Belek [8], kanatların serbest titreşim özelliklerini sonlu elemanlar yöntemi kullanarak incelemiştir. Şakar, Öztürk ve Sabuncu [9], periyoik yük altınaki çok bölmeli çerçevelerin üzlem içi inamik kararlılığını sonlu elemanlar yöntemini kullanarak incelemişlerir. Lin ve Ro [] sonlu elemanlar yöntemi ve iğer analitik yöntemlere kullanılan matris boyutlarını azaltmayı amaçlayıp seri üzlem çerçevelerin titreşim analizini gerçekleştirmişlerir. Kawashima [] çerçeve yapılar a elemanlar arasına yarı-katı bağlantılar tanımlayarak titreşim analizini gerçekleştirmiştir.

Uluslararası Katılımlı 7. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 4-7 Haziran 25 Baklava şekilli çerçeveler ise çelik binalara ve özellikle iki tekerlekli araçlara kullanılmaktaır. Peterson, Lonry [2] ve Covill, Begg, Elton, Milne, Morris, Katz [3] bisikletlerin baklava ilimi şeklineki göve çerçevelerinin sonlu elemanlar yöntemiyle analizini gerçekleştirmişlerir. Jenkins, Seitz ve Przemieniecki [4], baklava şekilli çerçevelerin büyük yer eğiştirmeleri için oğrusal olmayan çözümlerini yapmıştır. Ayrıca basınç kuvveti altına küçük ve büyük yer eğiştirmeler için kararlılık analizini gerçekleştirmişlerir. Bu bilirie baklava şekli çerçevelerin oğal frekans, burkulma(statik kararlılık) ve inamik kararlılık analizleri Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak yapılmıştır. II. Sonlu Elemanlar Formülleri ve Moelin Oluşturulması [5], [6] P(t) h Şekil. Baklava Şekilli Çerçeve Yapı b h=5mm b=2mm L=2mm(boy) A. Boyuna titreşim urumu için elastik irengenlik ve kütle matrisinin bulunması Yer eğiştirme enklemi w(x,t)=[f]{a} () Buraa, [F]=[ x] ve {a}={a a } T sin(wt) (2) Sonlu Elemanın genelleştirilmiş yer eğişme vektörü, {w e }={w w 2 } ve {w e }=[C]{a } (3) şekline yazılır. [C] matrisi Ek e verilmiştir. E() en, w=[f][c] - {w e } (4) eşitliği ele eilir. Bulunan bu yer eğiştirme enklemi Ek e boyuna urum için verilen elastik potansiyel ve kinetik enerji enklemlerine yerine yazılırsa kütle ve elastik irengenlik matrisleri hesaplanabilir. B. Enine titreşim urumu için elastik irengenlik ve kütle matrisinin bulunması Enine titreşim urumu için yer eğiştirme enklemi; u(x,t)=[f]{a}(5) buraa, Şekil baklava şekilli çerçeve yapıyı göstermekteir. Çevreyi moelleme e birbiriyle aynı özelliğe sahip ört aet Euler çubuk kullanılmış ve moel Sonlu Elemanlar Yöntemiyle oluşturulmuştur. Malzeme olarak ise çelik seçilmiştir. Euler çubuk için Sonlu Elemanlar Yöntemine, Şekil 2 e verilen iki üğüm noktalı sonlu eleman ele alınmıştır. Elemanın her bir üğüm noktasına enine ve boyuna yer eğiştirmeler ve önmeler ikkate alınmıştır. u ı (t) u (t) w (t) w(x,t) w 2 (t) x u(x,t) u 2 (t) u 2 ı (t) [F]=[ x x 2 x 3 ] ve {a}={a a a 2 a 3 } T sin(wt) (6) Sonlu Elemanın genelleştirilmiş yer eğiştirme vektörü, {u e }={u u ı u 2 u 2 }, u ı =u/x ve {u e }=[B]{a}(7) şekline yazılır. [B] matrisi Ek e verilmiştir. E() en, u=[f][b] - {u e } (8) E(8) e yer eğiştirme enklemi bulunur. Bu eşitlik Ek e enine urum için verilen elastik potansiyel enerji ve kinetik enerji enklemlerine yerine yazılırsa enine irengenlik ve kütle matrisleri hesaplanır. Boyuna ve enine irengenlik ve kütle matrisleri {w u u ı w 2 u 2 u ı 2} yereğiştirme vektörleri oluşacak şekile üzenlenerek birleştirilirler. C. Geometrik kütle matrisinin bulunması Lineer urum için geometrik matrisin boyuna titreşim ile ilgili terimleri sıfır eğerini alır. Şekil 2. Altı Serbestlik Dereceli Sonlu Eleman(Düzlem içi) 2 [k] boyuna =[] () Enine titreşim urumu için geometrik matris hesabına ise E(8) e verilen yer eğiştirme enklemi

Uluslararası Katılımlı 7. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 4-7 Haziran 25 kullanılır. Ek e verilen eksenel kuvvetin yaptığı iş enklemine yer eğiştirme ifaesi yerine yazılarak geometrik matris hesabı yapılır. Boyuna ve enine geometrik matrisleri {w u u ı w 2 u 2 u ı 2} yer eğiştirme vektörleri oluşacak şekile üzenlenerek birleştirilirler ve altı serbestlik ereceli eleman için matris hesabı tamamlanır. [m e ]=[T] T [m e ][T][k e ]=[T] T [k e ][T] [k g ]=[T] T [k g ][T] (2) E(2) matrislerin global koorinat sistemine göre ifae eilişini göstermekteir. Buraa T matrisi transformasyon matrisiir ve Ek e verilmiştir. Enerji enklemleri kullanılarak Lagrange yöntemiyle hareket enklemi yazılırsa; [M e ]{q } + [[K e ] P(t)[K g ]] {q} = (3) P(t)=P o +P t cos(γt) (4) E(3) ele eilir ve Mathieu-Hill iferansiyel enklemi olarak alanırılır. Buraa [K e ], [K g ] ve [M e ] tüm sistem için sonlu elemanlar algoritmasına göre oluşturulmuş global elastik/geometrik irengenlik ve kütle matrisleriir. E(4) ise uygulanan periyoik yükü göstermekteir. Buraa γ uygulanan eksenel periyoik kuvvetin çalışma frekansıır. Kuvvetin statik ve zamana bağlı bileşeni kritik burkulma yükü (P cr ) cinsinen ifae eilebilir. P(t)=αP cr +βp cr cos(γt) (4) E(4) e α statik yük parametresi, β inamik yük parametresiir. Bu enklemeki periyoik kuvvet hareket enklemine yerine yazılırsa, [M e ]{q } + [[K e ] (αpcr + βpcrcos(γt))[k g ]] {q} = (5) E(5) Mathieu-Hill tipineki periyoik sabitlere sahip iferansiyel enklemi göstermekteir. Dinamik kararsız bölgenin sınırları, [[K e ] (α ± β) P 2 cr[k g ] γ2 [M 4 e ]] {q} = (6) (iii) [[K e ]-P cr [K g ]]{q}= (8) Dinamik kararlılık urumu [[K e ] (α ± 2 β) P cr[k g ] γ2 4 [M e ]] {q} = III. Sayısal Uygulama ve Sonuçlar Baklava şekilli çerçevelerin çeşitli açı konumları ve sınır şartı(şekil 3 ve 4) içinoğal frekans, burkulma(statik kararlılık) ve inamik kararlılık analizleri gerçekleştirilmiştir.doğal frekans ve burkulma analizleri aynı moel için ANSYS programına a yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. A. Doğal frekans analizi Baklava şekilli çerçeve yapının serbest titreşim urumu için şekile gösterilen açısının eğişimine bağlı olarak Sonlu Elemanlar Yöntemi ile analizler gerçekleştirilmiş ve ilk üç oğal frekans eğeriverilmiştir. y SABİT NOKTA Şekil 3. Baklava Şekilli Çerçeve x x= SABİT NOKTA Şekil 4. İlgili Düğüm Noktasınan Sınır Şartı Uygulanmış Gösterimi Serbest titreşim analizi şekil 3 ve şekil 4 e gösterilen iki çerçeve yapı içine yapılmıştır. x= enklemi ile hesaplanır. Bu enklem üç farklı urum için çözülebilir. (i) Serbest titreşim urumu P cr = ve w=γ/2 [[K e ]-w 2 [M e ]]{q}= (7) (ii) Statik kararlılık(burkulma) α=, β= ve γ= 3

Uluslararası Katılımlı 7. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 4-7 Haziran 25 Tablo. Şekil 3 eki çerçeve yapı için ilk üç frekans eğeri karşılaştırması Doğal Frekans (Hz) Şekil 4 için mo şekillerinin incelenmesi, Açı f f 2 f 3 Ansys Matlab Ansys Matlab Ansys Matlab 5 66.32 66.365 89.88 89.97 392.3 392.834 3 53.246 53.276 97.5 97.29 346.3 346.686 Şekil 8. Şekil 4 İçinBirinci Mo Şekli 45 43.557 43.579.44.546 353.88 354.442 6 37.724 37.742 3.99 3.97 386.52 387.85 75 34.662 34.677 55.27 55.426 49.2 49.948 Şekil 3 için mo şekillerinin incelenmesi, Şekil 9. Şekil 4 İçinİkinci Mo Şekli Şekil 5. Şekil 3 İçinBirinci Mo Şekli Şekil 6. Şekil 3 İçinİkinci Mo Şekli Şekil. Şekil 4 İçinÜçüncü Mo Şekli Her iki baklava şekilli çerçeve yapı içine hesaplanan oğal frekans eğerleri karşılaştırmalı olarak tablolar a verilmiştir. Sonuçların iyi bir uyum içerisine oluğu görülmekteir. B. Statik kararlılık (burkulma) analizi Baklava şekilli çerçeve yapı için şekile gösterilen açısının eğişimine bağlı olarak kritik burkulma yükü Sonlu Elemanlar Yöntemi ile hesaplanmış ve sonuçlar ANSYS programı sonuçları ile karşılaştırmalı olarak tablolar haline verilmiştir. Sonuçlaran görüleceği gibi gerçekleştirilen program iyi neticeler vermekteir. P Şekil 7. Şekil 3 İçinÜçüncü Mo Şekli Tablo 2. Şekil 4 eki çerçeve yapı için ilk üç frekans eğeri karşılaştırması Açı Doğal Frekans (Hz) f f 2 f 3 Ansys Matlab Ansys Matlab Ansys Matlab 5 34.69 342.98 426.98 439.39 59.3 595.47 3 344.6 344.867 453.76 457.5 594. 596.34 45 344.6 344.87 458.76 46.79 594.45 595.42 6 344.6 343.724 46.42 46.88 594. 59.873 75 34.69 337. 46.7 462.38 59.3 569.542 4 Şekil. Baklava Şekilli Çerçeve

Uluslararası Katılımlı 7. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 4-7 Haziran 25 P y x P x= x= Şekil 2. İlgili Düğüm Noktasınan Sınır Şartı Uygulanmış Gösterimi Burkulma analizi şekil ve şekil 2 e gösterilen her iki çerçeve için yapılmış ve kritik burkulma yükleri hesaplanmıştır. Tablo 3. Şekil eki çerçeve yapı için hesaplanan kritik burkulma yükleri karşılaştırması Burkulma Yükü (N) Açı Ansys Matlab 5 3224 324.243 3 6846.3 6852.833 45 484.8 4852.799 6 395.3 3954.739 75 3535.9 3545.8675 P Şekil 4. Şekil 2 İçinBirinci Mo Şekli C. Dinamik kararlılık analizi P(t) Şekil 5. Periyoik Kuvvet Etkisi Altınaki Baklava Şekilli Çerçeve y P(t) x x= x= Şekil 6. Periyoik Kuvvet Etkisi Altınaki ve İlgili Noktasınan Sınır Şartı Uygulanmış Baklava Şekilli Çerçeve Şekil 3. Şekil İçinBirinci Mo Şekli Tablo 4. Şekil 2 eki çerçeve yapı için hesaplanan kritik burkulma yükleri karşılaştırması Burkulma Yükü (N) Açı Ansys Matlab 5 728.6 7233.745 3 3972 3977.5 45 9734 9769.9 6 2457 2422.4 75 2693 274.48 Şekil 5 ve Şekil 6 a periyoik yük etkisi altınaki baklava şekilli çerçeve yapı gösterilmiştir. E(4) e verilen enkleme göre statik(α) ve inamik yük katsayılarının(β) inamik karalılığa etkileri incelenmiştir. Analizler eğişik açıları ve inamik yük katsayıları(β) için α= ve α=.5 eğerleri ikkate alınarak yapılmıştır. Analizler Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 5

=45 o =6 o =45 o =6 o Uluslararası Katılımlı 7. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 4-7 Haziran 25 =5 o γ(hz) =3 o =45 o =6 o =75 o γ(hz) Kararsız Bölge β Şekil 7.Şekil 5 Durumunaα=.5 İçin Dinamik Kararsız Bölge Gösterimi =5 o =3 o γ(hz) =5 o =3 o =45 o =6 o =75 o =75 o β Şekil 9. Şekil 6 Durumunaα=.5 İçin Dinamik Kararsız Bölge Gösterimi β Şekil 8. Şekil 5 Durumunaα= İçin Dinamik Kararsız Bölge Gösterimi Şekil 7 ve 8'e verilen grafikler şekil 5 e gösterilen çerçeve yapı için hesaplanmıştır. Şekil 6 aki yapı için ise analizler şekil 9 ve 2 eki grafikler şekline verilmiştir. Buralaran a görüleceği gibi ilgili noktaa x yönüneki yer eğiştirmenin engellenmesi farklı açıları için inamik kararsız bölgeeçok küçük eğişiklikler meyana getirmiştir. γ(hz) =5 o =3 o Kararsız Bölge =75 o β Şekil 2. Şekil 6 Durumunaα= İçin Dinamik Kararsız Bölge Gösterimi Son iki grafik Şekil 6 aki yapı için tüm açı eğerlerine kararsız bölgelereki çok küçük eğişimleri göstermekteir. 6

Uluslararası Katılımlı 7. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 4-7 Haziran 25 IV. Sonuçlar Bu çalışmaa baklava şekilli çerçeve yapılar için şekil e gösterilen açısının eğişimine bağlı oğal frekans, burkulma ve inamik karalılık analizi yapılmıştır. Ayrıca şekil 4 e gösteriliği gibi ilgili noktalarının x yönüneki hareketi engellenip aynı analizler tekrarlanmıştır. Doğal frekans analizine şekil 3 e gösterilen açısının artışıbirinci titreşim mou için frekans eğerini azaltmakta, ikinci mourumu için ise artırmaktaır. Yani açının artması birinci titreşim biçimine yapının rijitliğini azaltırken ikinci titreşim biçimine rijitliği artırmaktaır. Şekil 4 e gösterilen sabitleme sonrasına açının eğişimi ile oğal frekans eğerlerinin. ve 3. molarına fazla bir eğişiklik gözlenmez iken 2. moa bu eğişim fark eilecek ereceeir. Şekil e gösterilen çerçeve için açının eğişimine bağlı kritik burkulma yükü kararlılığını azaltmıştır. Şekil 2 e ilgili noktanın x yönüneki hareketi engellenip burkulma analizi tekrarlanığına açı artışının burkulma yükünü artırığı gözlemlenmiştir. Şekil 5 e gösterilen periyoik yük etkisi altınaki baklava şekilli çerçeve yapının açısının eğişimine bağlı olarak kararsız bölgeleri belirlenmiştir. Şekil 7 statik yük katsayısının.5 oluğu urum için verilmiştir. Şekile açısının artışının kararsız bölgeyi orjine yaklaştırığı görülmekteir. Dinamik yük katsayısı ise ve arasına eğişim göstermekteir. Şekil 8 statik yük katsayısının oluğu urumu göstermekteir. Statik yük katsayısının olarak alınması bir önceki uruma göre frekans eğerini artırmıştır. açısının artması ise kararsız bölgeyi orjine yaklaştırmıştır. Statik yük katsayısının oluğu urum için ise inamik yük katsayısı ve 2 aralığına eğişim göstermekteir. Şekil 9 a,ilgili noktanın x yönüneki hareketi engellenikten sonra açısının eğişiminin şekil 6 aki baklava şekilli çerçeve yapının kararsız bölgelerine etkisi gösterilmiştir. Şekil 9 statik yük katsayısının.5 oluğu an için oluşturulmuştur ve bu uruma inamik yük katsayısı - aralığına eğişim göstermekteir. açısının artışının karasız bölgee az a olsa eğişimlere neen oluğu gözlemlenebilmekteir. Değişik açı eğerlerine karasız bölge orjine yaklaşmış yaa uzaklaşmıştır. Şekil 2 ise statik yük katsayısının urumu için gösterilmiştir ve inamik yük katsayısı -2 aralığına eğişmekteir. Açının eğişimi α= urumu içine kararsız bölgee küçük e olsa bir eğişime neen olmaktaır. Şekil 9 a oluğu gibi buraa a açının artışı kararsız bölgeyi orjine yaklaştırmış ya a uzaklaştırmıştır. Kaynakça [] Bolotin, V.V. Dynamic Stability of Elastic Systems. Holen Day, San Francisco, 964. [2] Park, S.K., Gao, X-L. Bernoulli-Euler Beam Moel Base on a Moifie Couple Stress Theory.Journal of Micromechanics an Microengineering, 26. [3] Falsone, G., Settineri, D. A Euler-Bernoulli-Like Finite Element Metho for Timoshenko Beams. Mechanis Research Communications 38:2-6,2. [4] Briseghella, L., Majorana, C.E., Pellegrino, C. Dynamic Stability of Elastic Structures: A Finite Element Approach. Computers an Structures 69-25,998. [5] Şakar, G., Sabuncu, M. Dynamic Stability Analysis of Rotating Asymmetric cross-section Blae Packets. International Journal of Mechanical Sciences 48:39-49,26. [6] Girgin, K., Özmen, G., Oraköğen, E. Buckling Lengths of Irregular Frame Columns. Journal of Constructional Steel Research 62: 65-63,26. [7] Zavlavsky, A., Stability of Portal Frames With Hinge Girers Uner a Moving Loa. Engineering Structures vol:3, p.p. 69-4,April 98. [8] Thomas, J., Belek, H.T. Free Vibration of Blae Packets. Journal Mechanical Engineering Sicience vol: 9, p.p. 3-2,977. [9] Şakar, G., Öztürk, H., Sabuncu, M. Dynamic Stability of Multi- Span Frames Subjecte to Perioic Loaing. Journal of Constructional Steel Research 7 : 65-7, 22. [] Lin, H.P., Ro, J. Vibration Analysis of Planar Serial-Frame Structures. Journal of Soun an Vibration 262: 3-3, 23. [] Kawashima, S. Vibration Analysis of Frames With Semi-Rigi Connections. Computers an Structures vol: 9,, p.p. 85-92, 984. [2] Peterson, L.A., Lonry, K.L. Finite-Element Structural Analysis: A New Tool for Bicycle Frame Design. Bike Tech, Bicycling Magazine s Newsletter for the Technical Enthusiast vol:5, 986. [3] Covill, D., Begg, S., Elton, E., Milne, M., Morris, R., Katz, T. Parametric Finite Element Analysis of Bicycle Frame Geometries. Proceia Engineering 72:44-446,24. [4] Jenkins, J.A., Seitz, T.B., Przemieniecki, J.S. Large Deflections of Diamon-Shape Frames. J. Solis Structures, vol:2, p.p. 59-63,966. [5] Meirovitch, L., Element of Vibration Analysis.McGraww-Hill Book Company;975. [6] McGuire, W., Gallagher, R.H., Ziemian, R.D. Matrix Structural Analysis. John Wiley & Sons Book Company; 2. EK : [C] = [ ], Boyuna titreşim urumu: Elastik potansiyel enerji; U = E A(w 2 x )2 x B ^2 2 ^3 3 ^2 7

Uluslararası Katılımlı 7. Makina Teorisi Sempozyumu, İzmir, 4-7 Haziran 25 Elastik kinetik enerji; T = ρ A(w 2 t )2 x Enine titreşim urumu: Elastik potansiyel enerji; U = 2 E u I(2 x 2)2 x Elastik kinetik enerji; T = ρ A(u 2 t )2 x Eksenel kuvvetin yaptığı iş; V = P(t) (u 2 x )2 x Transformasyon matrisi; cos( ) sin( ) [ T ] sin( ) cos( ) cos( ) sin( ) sin( ) cos( ) EK 2: Semboller b:çubuğun genişliği h :Çubuğun kalınlığı L :Çubuğun boyu :Tek bir sonlu elemanın boyu A :Çubuğun Kesit Alanı E :Elastisite moülü I :Alan atalet momenti ρ :Yoğunluk [K e ] :Çubuğun elastik irengenlik matrisi [K g ] :Çubuğun geometrik irengenlik matrisi [M e ] :Çubuğun kütle matrisi [T] :Transformasyon matrisi P cr :Kritik burkulma yükü α :Statik yük katsayısı β:dinamik yük katsayısı 8