Dalmış durumdaki bir denizaltı kabuğunun deformasyonunun incelenmesi
An investigation on deformation of a submersed submarine vessel's shell
Yazar: KEREM YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL BAYER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering
Dizin: Fourier analiz = Fourier analysis

Özet:
Denizaltı mukavim tekneleri dalış seyri esnasında tüm yüzeye etki eden hidrostatik basınca maruz kalmaktadır. Bu basınç etkisi tekneyi oluşturan çelik malzemede çökme meydana gelmesine, şekil değiştirmesine ve burkulmasına neden olabilmektedir. Çökme ve şekil değişimi belirli bir basınç seviyesine kadar elastik şekil değişimi olarak gerçekleşmekte ve malzeme, basınç etkisi ortadan kalktığında ilk haline dönebilmektedir. Bu çalışmada dalmış durumdaki bir denizaltı mukavim teknesinin hidrostatik basınca maruz kaldığında üzerinde meydana gelecek olan ve elastik bölgede meydana gelen çökme incelenmiştir. Bu inceleme kapsamında ilk olarak elastisite teorisi içerisinde yer alan malzeme gerilme, şekil değiştirme prensipleri incelenmiş ardından malzeme özellikleri olarak anizotrop ve izotrop malzeme tanımları yapılmıştır. Devamında plak teorisine yer verilmiştir. Plak teorisi kapsamında ince plak teorisi ele alınmış ve ince plak teorisinde mevcut kabuller ve bu kabullere istinaden ortaya konmuş gerilme şekil değiştirme denklemleri ve denge denklemlerine yer verilmiştir. Bu denge denklemleri kullanılarak plağa uygulanacak yüzeysel kuvvetler sonucu meydana gelecek çökme deformasyonu için nihai denklem gösterilmiştir. Buradaki temel amaç denizaltı mukavim teknelerini oluşturan kabuk elemanların mühendislik hesaplamalarında yapılan kabullere istinaden ince kabuk olarak yer almasından dolayı ince plak teorisi incelenmiş ve bu teoriyi müteakiben ince kabuk teorisine geçiş yapılmıştır. İnce kabuk teorisi ile ilgili olarak kabuğa etki eden yüzeysel kuvvetler sonucu meydana gelen gerilmeler ile kuvvet ve momentler incelenmiş bu kuvvet ve momentler kullanılarak lineer izotrop kabuk için statik denge denklemleri ifade edilmiştir. Hidrostatik basınç nedeniyle meydana gelen deformasyonun çözümü amacıyla Navier çözüm yöntemi kullanılmıştır. Çözüm doğrulama amacıyla, kabuk eleman ticari paket program kullanılarak çökme miktarları	 elde edilmiştir. Analitik çözüm kullanılarak çift eğrili kabuğun ve silindirik kabuğun farklı boy-kalınlık oranları ile farklı kenar uzunlukları için çökme miktarları elde edilmiştir. 
Sonuç olarak bir denizaltı mukavim teknesini oluşturan izotrop kabuk elemanların farklı yarıçap kalınlık ve uzunluk değerlerine göre lineer statik analizi yapılmıştır.

Abstract:
Submarine vessels are exposed to hydrostatic pressure throughout the entire dive while navigating. This effect of pressure can cause deformations, displacements and buckling on shell structure. Deformation and displacement are realized as elastic deformation up to a certain level of pressure and the material can be turned back when the pressure is removed. In this study, the elastic deformation of a submersed submarine vessel's shell element is investigated.  By doing this investigation firstly; definitions of stres, strain and displacement relations are examined in theory of elasticity secondly; statements of anisotropic and isotropic materials are made.   Plate theory was followed. Within the plate theory, thin plate theory is discussed and stresses, stres resultants and equilibrium equations a	re given. Using equilibrium equations, eventual equation for the deformation of a thin plate caused by surface forces is pointed out. Main purpose of investigation on the thin plate theory is the understand thin shell theory by virtue of submarine's hulls are consist of thin shell elements. In thin shell theory; equilibrium equations of linear isotropic thin shell are expressed by using stresses, forces and moments due to surface forces effect on shell.  Navier solution is used for solving the deformation of thin shell due to hydrostatic pressure. A FEM analysis made with a package program for verification of analytic solution. It's studied on deformations of doubly curved shell and cylindrical shell elements through different length-thickness ratio and length values by analytic solution.
As a result, it's studied on deformation of isotropic shell element according to different length-thickness ratio and length values.