Domain-boundary element method for elastodynamics of functionally graded thick-walled cylinders and annullar coatings

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ABD ELRAHIM ABEIDI

Danışman: SERKAN DAĞ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tezde, fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kalın duvarlı silindirlerin ve dairesel kaplamaların elastodinamik analizini gerçekleştirmek için alan sınır eleman yöntemini (D-BEM) kullanan yeni bir hesaplama tekniği geliştirilecektir. Kalın duvarlı silindir malzeme özellikleri, hacim fraksiyonunun bir güç dağıtım yasasına göre radyal yön boyunca değişmektedir; dolayısıyla silindir, basınç şoklu yükleme türlerine dayanabilir. Bu mekanik yükler, iç ve dış kenarlardaki üniform dinamik basınçlarla tanımlanır. Bu nedenle, FGM kalın duvarlı silindir, düzlem gerinme durumunda eksenel simetrik dış yüklemeye maruz kalır. Alan sınır eleman yöntemi, ana diferansiyel denklemi artık formda yazmak için statik temel çözüm kullanılarak elde edilen integral denklemleri çözmek için uygulanacaktır. Ancak problem dinamik olduğundan, zamana bağlı olduğundan, alanı ayrıklaştırmak için izoparametrik dörtgen elemanlar önerilecektir. Her eleman için integral denklemler hesaplanacak ve zamana bağlı adi diferansiyel denklemler sistemi ortaya çıkacaktır. Zaman yanıtı, adi diferansiyel denklemler sistemini çözmek için Houbolt zaman yürüyüşü şeması yöntemi kullanılarak elde edilir. Bu nedenle, önerilen D-BEM yöntemi, iç yüzeyde mekanik şok ve üstel yüklemeleri gibi farklı mekanik yüklere maruz kalan FGM kalın duvarlı silindirlerin elastodinamiğini inceleyen çeşitli araştırmalar dikkate alınarak doğrulanmıştır. Ayrıca, FGM kalın duvarlı silindir elastodinamik tepkisi, düzlem gerilme ve düzlem gerinim koşullarında D-BEM kullanılarak incelenmiştir. Kompozit kalın duvarlı silindirler ve dairesel kaplamaların çalışmasında bir iç ve dış rampa dinamik basıncı ve bir iç üstel dinamik basınç göz önünde bulundurulmuştur. Radyal yer değiştirme tepkisi, radyal ve teğetsel gerilmeleri, farklı malzeme özelliği derecelendirme değerlerinde hesaplanır. Ayrıca, seçilen basınç şoku yükleri için, uzaysal radyal yer değiştirme, uzaysal radyal ve teğetsel gerilmeleri incelenmiştir.