Çatlak içeren ve eksenel yük taşıyan kirişlerde titreşim probleminin nümerik analizi / Numerical analysis of vibration of cracked beams subjected to axial load

Abstract

Bu çalışmada eksenel yük etkisi altında, ilerlemeyen çatlak içeren dikdörtgen ve kare kesitli kirişlerin titreşim davranışları araştırılmıştır. Kirişlerin burkulma yükü ve doğal frekanslarının hesaplanması için sonlu elemanlar metodu kullanılarak bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Yapılardaki çatlaklar çeşitli şekillerde modellenmektedir. Bu çalışmada kullanılan model ise kütlesiz burulma yayı modelidir. Yayın rijitliği, kırılma mekaniği teorileri kullanılarak hesaplanan gerilme yığılma faktörü ve şekil değiştirme enerjisi salıverinim oranlarına ait esneklik matrisinin tersi alınarak türetilmiştir. Çalışmada çeşitli örnekler analiz edilmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar ile literatür sonuçları karşılaştırılmıştır. Her iki sonucun iyi uyum sağladığı görülmüştür. Bu da önerilen metodun güvenilir ve etkili olduğunu göstermiştir. This study investigates the vibration analysis of single nonpropagating edge cracked beams subjected to axial loading. A computer program based on the finite element method is prepared to determine the buckling loads and natural frequencies of the beams. There are various modelling types of the damage. For uniform beams, a physical model of a massless rotational spring is used to represent the local flexibility introduced by the crack in this study. The stifness of the spring is derived from the lineer elastic fracture mechanics theory as the inverse of the compliance matrix calculated using stress intensity factors and strain energy release rate expressions. Various examples have been analyzed. The results of current study and those in the literature are compared and good agreements have been found. İt si showed that proposed method is reliable and effective.