Viskoelastik kompozit malzemeden yapılmış dikdörtgen kalın plakların delaminasyonunun incelenmesi
The investigation of the buckling deelamination of rectangular thick plates made from viscoelastic composite material
Yazar: ESRA EYLEM KARATAŞ
Danışman: PROF. DR. NAZMİYE YAHNİOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik ve Mukavemet Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, lineer viskoelastik kompozit malzemeden yapılmış dikdörtgen bir kalın plağın delaminasyon burkulma problemi incelenmiştir. Plağın dikdörtgen bir çatlak içerdiği ve bu çatlak yüzeylerinin doğal durumda başlangıçta çok küçük ön eğriliğe sahip olduğu kabul edilmektedir. Çatlaklar doğrultusunda etkiyen normal dış basınç kuvveti etkisinde (elastik plak için) veya sabit dış basınç kuvveti için zaman ilerlerken (viskoelastik plak için) çatlak yüzeylerinde verilen ön eğriliğin gelişiminin incelenmesine dayanan bir yaklaşım uygulanarak kritik parametre değerleri belirlenmiştir.Dikkate alınan başlangıç eğrilerinin gelişiminin matematiksel modeli, anizotrop cisimler için viskoelastisite teorisinin geometrik olarak lineer olmayan üç boyutlu kesin alan denklemleri çerçevesinde yapılmıştır. Lineer olmayan sınır değer probleminin çözümü için sınır tipli pertürbasyon yöntemi, üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemi ve sayısal ters Laplace dönüşümü için Shapery yöntemi kullanılmıştır.Tez dört kısımdan oluşmaktadır. Tezin birinci kısmında, viskoelastik kalın plakların delaminasyon burkulma problemlerine ait temel kavramlar, Tezin amacı, kapsamı ve özellikleri verilmiştir.Tezin ikinci kısmında, yapısında dikdörtgen kenar çatlak bulunan lineer viskoelastik kalın plağın delaminasyon burkulma problemi ele alınmıştır. Ele alınan problemlerin matematiksel modeli, sonlu elemanlar modeli, sayısal sonuçlar ve sayısal sonuçların yorumları verilmiştir.Tezin üçüncü kısmında, yapısında dikdörtgen iç çatlak bulunan lineer viskoelastik kalın plağın delaminasyon burkulma problemi ele alınmıştır. Ele alınan problemlerin matematiksel modeli, sonlu eleman formülasyonu ve plak malzemesinin çeşitli geometrik, mekanik ve reolojik parametre değerleri için kritik delaminasyon burkulma kuvveti ve kritik zaman değerlerine ait sayısal sonuçlar verilmiştir.Tezin son kısmı dördüncü kısmında ise, Tez çerçevesinde ele alınan problemlerin sayısal sonuçları ve bu sonuçların değerlendirilmesi özetlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Delaminasyon, Çatlak, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Dikdörtgen kalın plak.

Abstract:
In this study, the delamination buckling problem for a rectangular thick plate made from linear viscoelastic composite material is studied. It is supposed that the plate has a rectangular crack and edge surfaces of that have insignificant initial imperfections in the natural state. The critical values of the parameters are determined by employing the approach which is based on the investigation of the development of this initial imperfections of the crack?s edge surfaces with an external compressive loading acting along the cracks (for the elastic plate) or with duration of a time at the certain values of the external compressive force (for the viscoelatic plate).Mathematical modeling of the evolution of the noted initial imperfections are formulated within the framework of the exact three dimensional geometrically non-linear field equations of the theory of viscoelasticity for anisotropic bodies. For the solution of the corresponding non-linear boundary value problem the boundary form perturbation method, Laplace transformation with respect to time, three dimensional finite elements method and Shapery method for the numerical inverse Laplace transform are applied.Thesis contains four chapters. In the first chapter of that, the fundamental concepts on the delamination buckling problems of the viscoelastic thick plates, the objective, content and properties of the thesis are given.In the second chapter, the delamination buckling problem of a linear viscoelastic thick plate with a rectangular edge crack is considered. The mathematical modeling of the considered problems, the finite elements modeling, numerical results and the discussion of the numerical results are given.In the third chapter, the delamination buckling problem of the linear viscoelastic thick plate with a rectangular embedded crack is considered. The mathematical modeling of the considered problem, the finite element formulation and the numerical results on the values of the critical force and critical time are given for various values of the geometrical, mechanical and rhelogical parameters of the plate?s material.In the fourth final chapter, the numerical results of the problems considered in the thesis and the discussions of the results are summarized.Keywords: Delamination, Crack, Finite Elements Method, Rectangular thick plate.