Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı 2

ÖZTORUN Ezgi Zeynep

Danışman : Yard. Doç. Dr. Erdem DAMCI

Anabilim Dalı : İnşaat Mühendisliği

Programı : -

Mezuniyet Yılı : 2014

Tez Savunma Jürisi : Yard. Doç. Dr. Erdem DAMCI

Prof. Dr. Ekrem MANİSALI

Prof. Dr. Abdurrahman GÜNER

Prof. Dr. Tuncer ÇELİK

Yard. Doç. Dr. Ömer Fatih YALÇIN

Eksenel Simetrik Kabuk Yapıların Analizi
Kabuk yapılar kalınlığı diğer boyutlarına kıyasla son derece küçük olması, sistem geometrilerinin iç gerilme dağılımını basınç gerilmelerine dönüştürebilmeye uygunluğu, eğilme etkilerinin minimize edilebilmesi gibi nedenlerle malzeme açısından oldukça ekonomik olmasının yanı sıra son derece emniyetli yapılardır. Yapım teknolojileri ve malzeme özellikleri değişmekle birlikte estetik açıdan da yüzyıllar boyunca tercih edilmişlerdir. Geniş alanları emniyetli olarak geçebilmek ve/veya kapatabilmek açısından da tercih edilmektedir. Kubbe, tonoz, hiperbolik paraboloit, silindir gibi yaygın geometrilerin yanı sıra estetik ve amaca uygunluk açısından birçok farklı geometrik özellikte tasarlanabilirler. En yaygın geometrik şekiller ise küresel kubbe, silindirik duvar, dairesel plak ve çembersel kiriş elemanlarının kombinasyonları ile oluşmaktadır. Yapım ve işlev yönünden önem arz eden yapılarda sıkça kullanılan kabuk yapılar, kesin çözüm bakımından gerek matematiksel, gerekse geometrik olarak karmaşık yapısal sistemler arasında sayılırlar. Bu durum, kabuk yapıların matematiksel ifadelerinin çözümünde çeşitli varsayımlar yapılmasına veya alternatif çözüm yollarının araştırılmasına neden olmaktadır. Günümüzde bu tür yapıların analizi için özellikle sonlu elemanlar ve bazen sonlu farklar formülasyonu üzerine çalışan bilgisayar programları tercih edilmektedir. Ancak bu yöntemlerle yapılan analizlerde bilinmeyen sayısının ve işlem hacminin fazlalığı, matematiksel model hazırlama aşamasındaki zorluklar, sonuçların tasarım için yeterli detayları verememesi optimizasyonun pratik olmaması gibi sorunlar yaşanmaktadır.
Mevcut çalışmada, önce eksenel simetrik kabuk yapıların analizinde özellikle işlem hacminin yoğun olduğu problemlerde Sonlu Elemanlar Yöntemi’nin kullanımı ile ilgili olarak pratik bir yöntem sunulmaktadır. Bu yöntem yardımı ile daha az bilinmeyenle daha detaylı bir matematiksel model hazırlamak ve daha detaylı analiz sonuçları almak mümkündür. Daha sonra Sonlu Elemanlar Yöntemi’ne alternatif olarak fleksibilite yöntemi üzerine geliştirilen klasik kabuk teorisi ve kabuk teorisi formülasyonları kullanılarak geliştirilmiş iki ayrı bilgisayar programı anlatılmaktadır. “ESKA-2” ve “ESKA-4” (Eksenel Simetrik Kabukların Analizi) olarak adlandırılan ve mevcut çalışma kapsamında geliştirilmiş olan bilgisayar programları, eksenel simetrik kabuk yapıların analizini iki ve dört integral sabiti ile gerçekleştirmektedir. ESKA-2 bilgisayar programı eksenel simetrik duvarın iki integral sabiti ile analizinin uygun olduğu sistemlerin analizi için geliştirilmiştir. ESKA-2 formülasyonunda iki integral sabiti söz konusu olup duvarın alt ve üst kısımlarındaki etkileşimi görmez. Duvarın yeteri kadar yüksek olma kriterlerini sağlaması durumunda alt ve üst kısımda bir etkileşim olamayacağı için doğru çözüm sonuçları vermektedir. ESKA-4 ise dört integral sabiti ile formülize edilmiş olup herhangi bir kriteri sağlamasına gerek kalmaksızın doğru sonuç vermektedir. İki program yardımı ile uzun duvar kriterinin geçerli olduğu koşullar da mevcut çalışma kapsamında araştırılmştır. Her iki yöntemin de avantajları nümerik örneklerle irdelenmektedir.