Sinüzoidal Yük Etkisindeki Küçük İlkel Kusurlu Kirişlerin Doğrusal Olmayan Davranışı

Bu çalışmada; sinüzoidal yüke maruz, uçları sabit mesnetli, başlangıçta küçük sinüzoidal kusura sahip kirişlerin burkulma ve burkulma sonrası davranışları Euler-Bernoulli kiriş teorisi kullanılarak incelenmiştir. Denge denklemleri, kinematik denklemler ve bünye denklemlerini içeren, geometrik olarak doğrusal olmayan problemin yönetici diferansiyel denklemleri, sonlu farklar yöntemi ile cebirsel denklemlere dönüştürülmüş ve NewtonRaphson yöntemi kullanılarak sayısal olarak çözülmüştür. Burkulma yükleri ve burkulma çökmelerinin değerleri, yük-çökme eğrileri çizilerek belirlenmiştir. İlkel kusurun burkulma değerleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Küçük ilkel kusurun değeri arttıkça, boyutsuz burkulma yükünün arttığı ve boyutsuz burkulma yer değiştirmesinin azaldığı görülmüştür. Konuyla ilgili daha önceki çalışmalardan farklı olarak; başlangıçta sinüzoidal ilkel kusurlu kirişlerin, şekil değiştirmenin çeşitli aşamalarındaki elastik eğri diyagramlarının yanı sıra; burkulma öncesindeki, burkulma sırasındaki ve burkulma sonrasındaki durumlarına karşı gelen kesit tesirlerinin diyagramları ilkel kusurun çeşitli değerleri için sunulmuştur.

Nonlinear Behavior of Beams Having Initially Small Imperfection Subjected to Sinusoidal Load

In the present study, the buckling and postbuckling behaviors of beams having initially small sinusoidalimperfection with pinned ends subjected to sinusoidal loading are examined by using Euler-Bernoulli beam theory.The governing differential equations of the geometrically nonlinear problem consisting of the equilibriumequations, kinematical equations and the constitutive equations are converted into algebraic equations via the finitedifferences and solved numerically by using the Newton-Raphson method. The values of buckling loads andbuckling deflections are determined by drawing load-deflection curves. The effect of the initial imperfection onthe buckling values is investigated. It is seen that as the value of the small initial imperfection is increased, thebuckling force is increased and buckling deflection is decreased. Unlike previous studies on the subject, thediagrams of the deformed shapes of the beam having initially small imperfection as well as the diagrams of theinternal forces at various stages of the deformation including the prebuckling, buckling and postbuckling statesare presented for various values of the initial imperfection.

___

  • [1] Das K., Batra R.C. 2009. Symmetry Breaking, Snap-Through and Pull-In Instabilities under Dynamic Loading of Microelectromechanical Shallow Arches. Smart Materials and Structures, 18 (11): Article Number: 115008.
  • [2] Gerson Y., Krylov S., Ilic B. 2010. Electrothermal Bistability Tuning in a Large Displacement Micro Actuator. J. Micromech. Microeng., 20 (11): Article Number: 112001.
  • [3] Medina L., Gilat R., Ilic B., Krylov S. 2014. Experimental Investigation of the Snap-Through Buckling of Electrostatically Actuated Initially Curved Pre-Stressed Micro Beams. Sensors and Actuators A: Physical, 220 (1): 323-332.
  • [4] Beharic J., Lucas T.M., Harnett C.K. 2014. Analysis of a Compressed Bistable Buckled Beam on a Flexible Support. Journal of Applied Mechanics-Transactions of the ASME, 81 (8): Article Number: 081011.
  • [5] Chen X., Meguid S.A. 2015. Snap-Through Buckling of Initially Curved Microbeam Subject to an Electrostatic Force. Proceedings of the Royal Society A, 471 (2177):Article Number: 20150072.
  • [6] Bradford M.A., Uy B., Pi Y.L. 2002. In-plane Elastic Stability of Arches under a Central Concentrated Load. Journal of Engineering Mechanics-ASCE, 128 (7): 710-719.
  • [7] Chen J.S., Ro W.C., Lin J.S. 2009. Exact Static and Dynamic Critical Loads of a Sinusoidal Arch under a Point Force at the Midpoint. Int. J. Nonlin. Mech., 44 (1): 66-70.
  • [8] Moon J., Yoon K.Y., Lee T.H., Lee H.E. 2007. In-plane Elastic Buckling of Pin-Ended Shallow Parabolic Arches. Eng. Struct., 29 (10): 2611–2617.
  • [9] Hu C.-F., Pi Y.-L., Li W.G. 2018. In-Plane Non-Linear Elastic Stability of Parabolic Arches with Different Rise-to Span Ratios. Thin-Walled Structures, 129: 74-84.
  • [10] Fung Y.C., Kaplan A. 1952. Buckling of Low Arches or Curved Beams of Small Curvature. NACA Technical Note, No: 2840.
  • [11] Simitses G.J., Hodges D.H. 2006. Fundamentals of Structural Stability. Elsevier, Burlington, MA.
  • [12] Luu A.T., Lee J. 2016. Non-Linear Buckling of Elliptical Curved Beams, International Journal of Non Linear Mechanics, 82: 132-143.
  • [13] Liu N., Plucinsky P., Jeffers A.E. 2017. Combining Load-Controlled and DisplacementControlled Algorithms to Model Thermal-Mechanical Snap-Through Instabilities in Structures. J. Eng. Mech., 143 (8): Article Number: 04017051.
  • [14] Tsiatas G.C., Babouskos N.G. 2017. Linear and Geometrically Nonlinear Analysis of NonUniform Shallow Arches under a Central Concentrated Force. Int. J. Non-Linear Mech., 92: 92- 101.
  • [15] Mathews J.H. 1992. Numerical Methods for Mathematics, Science and Engineering. PrenticeHall International Inc., USA.
  • [16] Maron M.J., Lopez R.J. 1991. Numerical Analysis: A Practical Approach. Wadsworth Publishing Company, Belmont.
  • [17] Altekin M., Yükseler R.F. 2008. A Parametric Study on Geometrically Nonlinear Analysis of Initially Imperfect Shallow Spherical Shells. Journal of Elastomers and Plastics, 40 (1): 253-270.
  • [18] Yıldırım B., Yükseler R.F. 2011. Effect of Compressibility on Nonlinear Buckling of Simply Supported Polyurethane Spherical Shells Subjected to an Apical Load. Journal of Elastomers and Plastics, 43 (2): 167-187.
  • [19] Yıldırım B., Yükseler R.F. 2014. Combined Effect of Compressibility, Height and Thickness on the Nonlinear Behaviour of Polyurethane, Simply-Supported Spherical Shells under Apical Loads. Bitlis Eren Univ J Sci & Technol., 4 (1): 12-19.
  • [20] Mortazavi P., Mirdamadi H.R., Shahidi A.R. 2018. Postbuckling, Limit Point, and Bifurcation Analyses of Shallow Nano-Arches by Generalized Displacement Control and Finite Difference Considering Small-Scale Effects. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 18 (1): Article Number: 1850014.
  • [21] Pflüger A. 1964. Stabilitats Probleme der Elastostatic. Springer Verlag, Berlin.
  • [22] Dimopoulos C.A., Gantes C.J. 2008. Nonlinear In-Plane Behavior of Circular Steel Arches with Hollow Circular Cross-Section. Journal of Constructional Steel Research, 64 (12): 1436-1445.
Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2012
  • Yayıncı: Bitlis Eren Üniversitesi Rektörlüğü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Bitlis İlinin Balık Yetiştiriciliğindeki Mevcut Durumu ve Yetiştiricilik Potansiyelinin Belirlenmesi

Kenan KÖPRÜCÜ, İlbey DOĞAN

Yeni Tip Taşlama Yönteminde Taşlama Parametrelerinin Deneysel Tasarım Yöntemi İle Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin İncelenmesi

Oktay ADIYAMAN, Fikret SÖNMEZ

Yozgat ili Memeli Faunası (Classis: Mammalia)

Tarkan YORULMAZ, Nurhan ARSLAN

Mamografi görüntülerindeki anormalliklerin yerel ikili örüntü ve varyantları kullanılarak sınıflandırılması

Volkan Müjdat TİRYAKİ

Investigating the Effect of Geometrical and Dynamic Parameters on the Performance of Darrieus Turbines: A Numerical Optimization Approach via QBlade Algorithm

Abdullah MURATOĞLU, Muhammed Sungur DEMİR

New Experimental Approaches to Sand Hardening by Microbial Biocalcification

Alpcan ARIÇ, İrem DENİZ, Tuğba KESKİN GÜNDOĞDU

Manyetik Fırtına Kaynaklı İyonosferik Değişimlerin GNSS Ölçümleri Kullanılarak İrdelenmesi

Erman ŞENTÜRK, Samed İNYURT

Memristör Temelli 2. Dereceden Aktif Yüksek Geçiren Filtrenin İncelenmesi

M. Nuri ALMALI, İshak PARLAR

Bir Aylık ve Beş Aylık Erkek Ratlarda Medulla Spinalis’in Servikal Segmenti Üzerine Yapılan Morfolojik ve Stereolojik Bir Çalışma

Gamze ÇAKMAK, Mesude CANDAN

3-Metil-4-(3-benzensulfoniloksi-4-metoksibenzilidenamino)-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-5-on molekülünün DFT(B3LYP/mPW1PW91) ve HF Yöntemleriyle Yapısının İncelenmesi

Hilal MEDETLAİBEYOĞLU, Özlem AKTAŞ YOKUŞ, Haydar YÜKSEK