Su altı patlama yüküne maruz silindirik kompozit sandviç kabukların dinamik analizi

Abstract

Su altı patlamalarının yapılar üzerindeki etkisinin hassasiyetle incelenmesi, özellikle askeri amaçlarla kullanılan yüzer yapıların, ayrıca savaş durumunda bir hedef haline gelebilecek açık deniz platformları gibi enerji üretim tesislerinin tasarım ve mühendislik hesaplarında büyük önem taşıyan bir konudur. Gemi ve denizaltı yapılarının büyük oranda egrisel yüzeylerden oluştuldugu göz önünde bulundurulursa ˘ su altı patlamalarının egrisel yüzeyler üzerindeki yıkıcı etkilerinin incelenmesi son ˘ derece önemli ve ilgi çekicidir. Bu çalışmada, anlık basınç yüküne maruz silindirik kompozit sandviç kabukların geometrik lineer olmayan dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Anlık basınç yükü, bir su altı patlaması şeklinde tanımlanmış ve sıvı ortamın etkileri hesaba katılmıştır. Literatürde su altı patlaması kaynaklı basınç yükü için verilmiş denklemler mevcuttur, ancak bu denklemler düz plaklar için elde edilmiştir. Bu sebeple analizlere geçmeden önce anlık basınç yükü denklemleri egrisel yapılara uygun olacak ¸sekilde ˘ düzenlenmiştir. Katı-sıvı etkileşiminde Taylor Plak Teorisi kullanılmıştır. Silindirik kompozit sandviç kabugun matematiksel modeli, alt ve üst katmanları kompozit lamine ve orta katmanı yumuşak çekirdek olacak şekilde oluşturulmuştur. Kabugun geometrik doğrusal olmayan dinamik denklemleri von Kàrmàn büyük yer degiştirmeler teorisi dikkate alınarak, Hamilton prensibi ile elde edilmiştir. Ardından, elde edilen zamana baglı geometrik dogrusal olmayan hareket denklemleri sınır ˘ ko¸sulları da dikkate alınarak genelle¸stirilmi¸s diferansiyel kareleme metodu (GDKM) yardımıyla çözülmü¸s ve su altı patlamasına maruz silindirik kompozit sandviç kabukların dinamik davranışı incelenmiştir. Çözüm için parametrik olarak çalışabilen bir algoritma tez kapsamında geliştirilmiştir. Tez çalışması kapsamında, degişen geometrik parametrelere karşılık su altı patlama ˘ yüküne maruz silindirik kompozit sandviç kabukların dinamik davranışı detaylı olarak incelenmiş ve degişen parametrelerin dinamik davranışı nasıl etkilediği ˘ detaylandırılmıştır. Parametrik çalışmalarda patlayıcı mesafesi ve kütlesi, egrilik yarıçapının degişimi, çekirdeğin kalınlığı ve konumu ile kompozit lamine yüzeylerin oryantasyon açıları incelenmiştir. Buna karşılık, sandviç kabugun deformasyonu, ˘ kompozit lamine yüzey katmanlarının Tsai-Wu hasar hasar indeksi ve çekirdek katmanının basma ve kayma gerilmelerine baglı hasar indeksi mukayese edilmiştir. ˘