İnce cidarlı silindirik çelik tankların burkulma performanslarının sayısal modellemesi
Numerical modelling of buckling performance of thin-walled cylindrical steel tanks
Yazar: OĞUZHAN AKARSU
Danışman: PROF. DR. ABDULKADİR CÜNEYT AYDIN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Amaç: Bu çalışmada ince cidarlı silindirik tankların kritik burkulma basınçlarının sayısal modellenmesi yapılarak deneysel, teorik ve nümerik sonuçlar arasında bir korelasyon kurulması hedeflenmektedir.
Yöntem: Bu çalışma Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma üç aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada CFRP'siz modellerin başlangıç burkulma yükleri araştırılmıştır. İkinci aşamada, CFRP'li (karbon fiber takviyeli) modellerin başlangıç burkulma yükleri araştırılmıştır. Son aşamada ise CFRP'li ve CFRP'siz modellerin Göçük sayısı, göçük geometrisi ve CFRP etkileri, yük-deformasyon, yük-gerinim, dalga biçimleri ve dalga sayıları teorik formülasyonlar ve deneylerle karşılaştırılarak değerlendirildi.
Bulgular: Simülasyonlar sonucunda elde edilen verilere göre teorik ve deneysel sonuçlara oldukça yakın sonuçların elde edildiği tespit edilmiştir. CFRP takviyesinin kusurlu modellerde ve kusursuz modelde olumlu katkı sağladığı belirlenmiştir.
Sonuç: Modellerin vakum etkisi altında ilk burkulma sonrası dayanım kazandığı belirlenmiştir. Teorik formülasyonlar kusursuz modeller için geçerli olmakla birlikte teorik, deneysel ve sayısal çalışmaların karşılaştırılması yapılmıştır. CFRP takviyesinin ince cidarlı silindirik tankların başlangıç burkulma yükünü genel olarak artırdığı ve göçük sayısının artmasıyla başlangıç burkulma yükünün genel olarak azaldığı görülmüştür. CFRP takviyesinin ilk burkulma yükünü artırdığı en belirgin CFRP'li ve CFRP'siz mükemmel (kusursuz) modeller arasında tespit edilmiştir.

Abstract:
Purpose: In this study, it is aimed to establish a correlation between the experimental, theoretical and numerical results by numerical modeling of the critical buckling pressures of thin-walled cylindrical tanks.
Method: This study was carried out using the Finite Element Method (FEM). The study consists of three stages. In the first stage, the initial buckling loads of the models without CFRP were investigated. In the second stage, the initial buckling loads of the CFRP (carbon fiber reinforced) models were investigated. In the last stage, the number of dents, dent geometry and CFRP effects, load-deformation, load-strain, waveforms and wave numbers of models with and without CFRP were evaluated by comparing them with theoretical formulations and experiments.
Findings: It has been determined that the datas obtained as a result of the simulations are very close to the theoretical and experimental results. It was determined that the CFRP reinforcement contributed positively to the defective models and the perfect model.
Results: Models were determined that the models gained strength after the first buckling under vacuum effect. While the theoretical formulations are valid for perfect models, comparisons of theoretical, experimental and numerical studies have been made. It has been observed that CFRP reinforcement generally increases the initial buckling load of thin-walled cylindrical tanks, and the initial buckling load generally decreases with the increase in the number of dents. The most significant increase in initial buckling load of CFRP reinforcement was found among the perfect models with and without CFRP.