Galerkin tabanlı ayrık elemanlar metodu parçacıklarının birleşimlerinde dalga yayılımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2013

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Burak Er

Danışman: OSMAN KOPMAZ

Özet:

Dalga yayılımı ve onun kırılma, kopma gibi yan sonuçları titreşimli yüklemeleri haiz makineler ve binalar gibi mühendislik yapılarında önemli bir olgudur. Karmaşık şekilli parçalarda dalga yayılımı sayısal incelemesi için tecrübe edilmiş en iyi yöntemlerden biri Sonlu Elemanlar Metodu'dur(SEM). Ancak SEM, dalga yayılımı sonucu gelişen, kırılma gibi süreksizliklerin meydana geldiği problemlerde uygun bir yöntem olmadığından, bu gibi problemlerde Ayrık Elemanlar Metodu(AEM)' nu kullanmak daha uygundur. Bu çalışma kapsamında, Stuttgart Üniversitesi, Teknik ve Nümerik Mekanik Enstitüsü bünyesinde geliştirilen ve yeni bir yaklaşım olan Galerkin-tabanlı Ayrık Elemanlar Metodu Parçacıkları Birleşimleri'nde dalga yayılımı incelenmiştir. Dalga yayılımı simülasyonlarının gerçeklenmesi için, aynı enstitü tarafından geliştirilen AEM programı Pasimodo kullanılmış ve simülasyonların mümkün olabilmesi için programa bir eklenti(plug-in) yazılmıştır. Geliştirilen metot, AEM tabanlı olup, birbirinden bağımsız ve deforme olabilen elemanların yine deforme olabilen ancak kütlesiz sanal bağlar ile birbirine bağlanması ve gerektiğinde bağların kolaylıkla kaldırılmasıyla süreklilikten süreksizliğe geçişi modellemeyi amaçlamaktadır. Bu haliyle kırılma mekaniğinde kullanılan yapışkan bölge elemanları metodunun özel bir hali olarak düşünülebilir. Çalışma bünyesinde, dalga yayılımı karakteristiklerinin incelemesi ince alüminyum bir çubuk üzerinde, hem boyuna hem de enine dalga oluşturacak şekilde bir uçtan impuls uygulanmak suretiyle gerçeklenmiştir. Uygulamayla, metotta kullanılan bağlayıcının katılığının oluşan dalga yayılımına ve nümerik dispersiyona etkisi farklı ağ yoğunlukları kullanılarak incelenmiştir. İnceleme sonucu görülmüştür ki, bağlayıcı katılığı alüminyum elastisite modülünün 100 katı ve üstü değerlerde alınırsa sonuçlar tüm ağ yoğunlukları için analitik çözüme yaklaşmaktadır.