Delikli dikdörtgen ortotropik plakaların burkulma analizi

Abstract

Dikdörtgen Ortotropik Plaklar, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Burkulma Analizi Ortotropik plaklarda değişik geometriye sahip deliklerin bulunması halinde elemanın taşıyabileceği burkulma yükünün incelenmesi oldukça önemli olmaktadır. Bunun için, bu çalışmada bir doğrultulu statik yüklemeye maruz, basit mesnetli, dikdörtgen ve kare delikli, tabakalı, ortotropik dikdörtgen plağın sayısal burkulma analizi yapılmıştır. Matematiksel çözümü, birinci derece kayma şekil değiştirmesi teorisine ve toplam potansiyel enerjinin denge konumunda minimum olması yöntemine dayanmaktadır. Sayısal analizlerde sayısal çözüm tekniklerinden Sonlu Elemanlar Yöntemi'ne dayanan ve Fortran 77 programlama diliyle yazılmış BURSEM.FOR kodlu program kullanılmıştır. Geliştirilen programın sonuçlan, hem analitik hem de aynı yöntemle çalışan ve güvenilirliği kanıtlanmış bir paket program olan LUSAS 13.2 ile kontrol edilerek test edilmiştir. Bu çalışma, delikli plakların kritik burkulma yüklerinde deliksiz plaklara göre önemli bir düşüş olduğunu göstermiştir. Ayrıca hem şekil hem de boyut olarak plak içerisinde açılan deliğin kritik burkulma yüküne doğrudan etkisi görülmüştür. Yükleme doğrultusuna paralel yönde dikdörtgen delik kesitinin büyümesi ( yükleme doğrultusuna dik delik kesiti sabit kalarak ) kritik burkulma yükünü, diğer delik kesitlerinin büyümesinden çok daha fazla etkilemektedir. Bu analiz sonucunda elde edilen kritik burkulma yük değeri, deliksiz plak kritik burkulma yük değerinden yaklaşık %8 daha düşüktür. Bu sonuç, delik genişlemelerinin uygulanan yük doğrultusu boyunca olması daha kolay burkulma olasılığını doğrulamaktadır. Ayrıca, bu analiz sonucunda, delik şeklinin burkulma yüküne etkisinin, delik kesit alanından daha önemli olduğu görülmüştür. Buckling Analysis of Orthotropic Rectangular Plate with Holes

Key words : Rectangular Orthotropic Plates, Finite Element Method, Buckling Analysis. It is very important to investigate the critical buckling load of the orthotropic plate when it includes different geometrical shape of holes. Due to this, in this study, numerical buckling analysis of a laminated, simply supported orthotropic plate with a rectangular and square hole under the uniaxial static load, has been done. The mathematical solution is based on the theory of first order shear deformation and minimization of potential energy in equilibrium state. During the analysis, BURSEM.FOR coded program is used that is developed by Fortran 77 programming language. It is based on, one of the numerical analysis method, Finite Element Method. The results of the developed program have been checked with the analytical solution and LUSAS 13.2 Finite Element Method package, which is verified and is executed with the same numerical analysis method. This study has shown the remarkable decrease of critical buckling load of plate with a hole than the one without holes. Furthermore, the direct effect of both shape and size of the opened hole in the plate on the critical buckling load has been seen. The edge of rectangular hole enlarging parallel to loading axis (the edge perpendicular to the loading axis is kept constant) affects the critical buckling load more than the enlarging the sections of other hole. As a result of this analysis, the determined critical buckling load value is about %8 lower than the critical buckling load value of the plate without holes. This result proves the probability of easier buckling when the enlarging of the hole with parallel to the axis of applied load. Besides this, it is deducted from this study that the effect of the shape of the hole on the critical buckling load is more considerable than the cross sectional area of the hole. Xll