Dışmerkez basınç kuvveti etkisindeki kirişlerin hareketli harmonik yük altındaki davranışının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada hareketli harmonik yük ve dışmerkez basınç kuvveti etkisindeki basit mesnetli bir kirişin doğrusal ve doğrusal olmayan titreşimleri Euler-Bernoulli kiriş teorisi (EBKT), Timoshenko kiriş teorisi (TKT) ve Reddy-Bickford kiriş teorisi (RBKT) çerçevesinde sayısal olarak incelenmiştir. Problemin doğrusal olmayan çözümünde sadece geometrik doğrusal olmayan etkiler dikkate alınmıştır. Kiriş malzemesi için doğrusal Kelvin-Voigt modeli kullanılmıştır. Kirişin yer değiştirmelerini ve kesit dönmelerini ifade eden bilinmeyen fonksiyonlar zaman ve uzay bağımlı koordinatlara çarpım şeklinde ayrılmıştır. Doğrusal ve doğrusal olmayan her iki çözümde de bilinmeyen yer değiştirme ve dönme fonksiyonlarında uzay bağımlı koordinatlar için polinomlar seçilmiştir. Mesnet şartları Lagrange çarpanları ile sağlatılarak, problemin Lagrangian fonksiyoneli oluşturulmuştur. Hareket denklemleri Lagrange denklemleri yardımıyla elde edilmiştir. Elde edilen zamana bağlı diferansiyel denklem takımı Newmark- yöntemiyle çözülerek, herhangi bir anda kirişe ait ivme, hız ve yer değiştirmeler hesaplanmıştır. Doğrusal olmayan analizlerde hareket denklemlerinin çözümünde Newmark- yöntemiyle birlikte Picard (Direkt iterasyon) ve Newton-Raphson ardışık yaklaşım yöntemleri kullanılmıştır. Bu çalışmadaki sonuçların doğruluğu, burada elde edilen sonuçların, daha önce yayınlanmış ve bu çalışmadaki sonuçların özel durumlarına karşı gelen sonuçlarla karşılaştırılmasıyla gösterilmiştir. Yakınsama çalışmaları yapılmıştır. Doğrusal durum için serbest titreşim analizleri yapılmıştır. Bu çalışmada, kayma şekil değiştirmeleri, hareketli harmonik yükün hızı, frekansı, dışmerkez basınç kuvvetinin şiddeti ve dışmerkezliği ile malzeme sönümünün kirişin dinamik davranışı üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bunlara ek olarak problemin geometrik doğrusal olmayan çözümünde, büyük yer değiştirmelerin etkisi etraflıca araştırılmıştır.