İTÜDERGİSİ/d, Cilt 9, Sayı 5 (2010)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Yapısal dinamik analizlerin sonlu elemanlar cevaplarının süper elemanlar ve alt yapılara bölme ile iyileştirilmesi

Fikret Kamil ÇORBACI, Ata MUĞAN

Özet


Bu çalışmada yapısal dinamik problemlerin analizlerinde sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen cevaplarının süper elemanlar ile iyileştirilmesi incelenmiştir. Geliştirilen yeni model derecesi düşürme (MDD) yaklaşımları ile olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Bu yeni yaklaşımlar sistem zaman cevaplarının eşitliğini sağlayacak serbestlik derecelerinin aktif serbestlik dereceleri olarak MDD uygulanmış sistemin içine taşınması temeline dayanmaktadır. Hazırlanan Matlab kodları ile geliştirilen model derecesi düşürme yöntemi örnek yapılara uygulanmış ve alınan zaman cevabı sonuçları, orijinal modelin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Tüm bu karşılaştırmalarda Rayleigh sönüm modeline uygun farklı katılık orantılı sönüm matrisi durumları dikkate alınmış ve farklı model dereceleri için hesaplama zamanları açısından sonuçlar değerlendirilmiştir. Ayrıca farklı MDD teknikleri ile elde edilen sistem toplam enerji miktarı orijinal modelin toplam enerjisi ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada alt yapılara bölme (AYB)-“Substructuring” yöntemi de incelenmiştir. Geliştirilen Matlab kodu ile plak sistemleri üzerinde AYB uygulamları yapılmış, sonuçlar orijinal model cevabı ile karşılaştırılmıştır. Oluşturulan süper elemanların kullanılması ile de hesaplama zamanları önemli ölçüde düşürülmüştür. Ancak süper eleman oluşturmaya harcanan zamanın yüksek olduğu ve AYB yönteminin geliştirilen MDD yönteminden daha kötü performans gösterdiği görülmüştür. Yapılan tüm karşılaştırmalar sonucunda çalışmada incelenen yöntemlerin çok düşük olan sönüm durumları dışında, orijinal model ile uyumlu zaman ve frekans cevapları verdiği, MDD uygulanmış sistemin orijinal model ile aynı enerji seviyelerinde bulunduğu ve karşılaştırılan diğer MDD yöntemlerinden çok daha az hesaplama zamanına ihtiyaç duyulduğu görülmüştür.

 

Anahtar Kelimeler: Sonlu elemanlar yöntemi, model derecesi düşürme, alt yapılara bölme, süper eleman.


Tam Metin: PDF