Sonlu önşekildeğiştirmeye sahip ve elastomer malzemeden yapılmış çok katlı içi boş silindirlerde yayılan burulma dalgalarının dispersiyonuna katlar arasındaki ideal olmayan temas koşullarının etkisi
The influence of the imperfect contact conditions on the dispersion of the torsional waves propagated in the many layered hollow cylinder made of highly elastic materials
Yazar: EYYÜP KARAFAKI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TAMER KEPÇELER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
İmalat sırasında veya termal ve benzeri dış çevresel etkilerle ortaya çıkan öngerilmeler, mühendislik problemlerine dinamik etki etmektedir. Bu etkilerinden dolayı birçok bilimsel araştırmaya konu olmuştur. Sıvı veya gaz halinde akışkan iletimi, enerji ve kimyasal üretim tesisleri gibi endüstrinin birçok alanında kullanılan çok katlı bileşik silindirlerin, öngerilmeyle birlikte dinamik yüklere maruz kalmaları da önemli bir inceleme konusu halini almıştır.
Bu inceleme konularının birisi de silindirlerde dalga yayılım hızının hangi parametrelere bağlı olduğudur. Öngerilmeli veya öngerilmesiz durumlar için bileşik silindirlerde burulma dalga yayılımı ile ilgili birçok araştırma yapılmıştır. Çoğu durumda, tabakalı malzemelerdeki yapışma kalitesinin kontrolü, bu malzemelerdeki akustik dalga yayılma hızının ölçülmesi yoluyla yapılır. Bu ölçüm prosedürleri altında, bağlanan kusurun bu dalgaların dağılımı üzerindeki etkisi ile ilgili ilgili teorik sonuçlar hakkında bilgi sahibi olmak gerekir. Bu çalışmada, öngerilmeli çok katlı bileşik silindirlerdeki burulma dalga dispersiyonuna, silindirler arasındaki temas koşullarının ideal olmamasının etkisi incelenmiştir.
Problemlerin formülasyonları Parçalı Homojen Cisim Modeli çerçevesinde, öngerilmeli cisimlerde Üç Boyutlu Doğrusallaştırılmış Elastik Dalga Yayılımı Teorisi (ÜDEDYT) uygulanarak yapılmıştır. Mekanik ilişkiler Harmonik Potansiyel ile verilmiştir.
Burulma dalga yayılımına silindirler arasındaki temas koşullarının ideal olmamasının etkisi, silindirlerdeki farklı öngerilmeler, geometrik ve mekanik parametreler için incelenmiştir. Sayısal sonuçları elde etmek için ihtiyaç duyulan algoritma ve programlar MATLAB programında hazırlanmıştır. Algoritmaların doğruluğu, literatür ile aynı koşullar altında test edilmiştir. Elde edilen sayısal sonuçlar grafiklerle desteklenmiş ve yorumlanmıştır.

Abstract:
Initial strains, which may arise during manifacturing process or because of  environmental impacts like temperature, have dynamic effects on the engineering problems. It was handled in many research projects in consequence of these effects. Multi-layered compound cylinders which are used in many areas of the industry like power generation, chemical production, transfer of the liquid or gas materials, are exposed to dynamic loadings with initial strains and this has become an important investigation problem to handle too.
One of the aforementioned investigation problems is the parameters of the wave dispersion speed in cylinders. There are many studies about torsional wave dispersions in compound cylinders with or without initial strains. In many cases the control of the adhesion quality in the layered materials is made through measurement of the acoustic wave propagation velocity in these materials. Under these measurement procedures it is necessary to have information on the corresponding theoretical results related to the influence of the bonded imperfection on the dispersion of these waves. In this study it was investigated the effect of non-ideal contact conditions on the torsional wave dispersion in multi-layered circular cylinders with initial strains.
The formulations of the problems were produced within the framework of the piecewise homogenous body model with the use of the Three-Dimensional Linearized Theory of Elastic Waves in Initially Stressed Bodies (TLTEWISB). The mechanical relations are described through their harmonic potential.
The effect of non-ideal contact conditions between cylinders on torsional wave dispersion are investigated with different initial strains, geometric and mechanical parameters. The algorithms and programs which are needed to obtain numerical results are coded with MATLAB. The accuracy of these algorithms  are tested under the same conditions of the relevant studies. The numerical results are shown with graphics and interpreted.