Analysis with Theoretical and Numerical Methods of Bending Stress and Deflection Value of Beams with Different Profiles

Abstract

From the past to the present, the steel construction structures, which have a significant usage area, are preferred due to their lightness, easy assembly and many features. Especially in the construction sector, the steel constructions used in the construction of buildings and bridges for many years are obtained by using steel materials with different section profiles. In this study, deflection values and bending stresses of beams with different profiles were investigated. The deflection values and bending stresses according to the same dimensions and different section profiles are obtained by using computer aided structural analysis program ANSYS Workbench and compared with the theoretical calculations. As a result of the study, the cross-sectional profile with minimum bending stress (60 MPa) and deflection value (0.201 mm) was calculated as rectangular profile, the cross section with maximum bending stress (215.77 MPa) and the deflection value (0.539 mm) was calculated as T profile both theoretical and numerically

Keywords

• Bending,deflection,profile effect,steel construction

Farklı Profillere Sahip Kirişlerde Meydana Gelen Eğilme Gerilmesi ve Sehim Miktarının Teorik ve Nümerik Yöntemler ile Analizi

Abstract

 

Geçmişten günümüze kadar, önemli ölçüde kullanım alanı bulunan çelik konstrüksiyon yapılar, hafif olmaları, kolay montaj ve birçok özelliği sayesinde tercih edilmektedir. Özellikle inşaat sektöründe, binalar ve köprülerin inşasında uzun yıllar boyunca kullanılan çelik konstrüksiyonlar, farklı kesit profillerine sahip çelik malzemeler kullanılarak elde edilmektedir. Bu çalışmada, çelik konstrüksiyonlu yapılarda kullanılabilecek, farklı profillere sahip kirişlerde meydana gelen sehim miktarları ve eğilme gerilmeleri araştırılmıştır. Aynı boyutlara ve farklı kesit profillerine göre sehim miktarları ve eğilme gerilmeleri bilgisayar destekli yapısal analiz programı olan ANSYS Workbench kullanılarak elde edilmiş ve teorik hesaplamalar ile karşılaştırılarak sunulmuştur. Çalışma sonucunda, en az eğilme gerilmesi (60 MPa) ve sehim miktarına (0,201 mm ) sahip kesit şekli dikdörtgen profil, en fazla eğilme gerilmesi (215,77 MPa) ve sehim miktarına (0,539 mm) sahip kesit ise T profil hem teorik hem de nümerik olarak hesaplanmıştır.

Keywords

• Eğilme,sehim,profil etkisi,çelik konstrüksiyon

References

1. [1] Zafer ÇAPACI, ÇAVDAR, K. 2008. Düz ve Eşyönsüz Plakaların Eğilme Rijitliklerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi, Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering Cilt. 13, Sayı. 2), s. 45-51.[2] Füsun DEMİREL, ÖZKAN, E. 2003. Çelik Yapı Bileşenleri ve Yangın Güvenlik Önlemleri, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi Cilt. 18, Sayı. 4), s. 89-107.[3] ESENDEMİR, Ü. 2009. Derivation of Equations for Flexure and Shear Deflections of Simply Supported Beams, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt. 15, Sayı. 2), s. 187–93.[4] İbrahim EREN, ERBAYRAK, E. 2016. Deflection Analyses of Beams Made of Brass (MS58) and Steel (ST37) Materials by using Experimental, Theoretical and Finite Element Analysis Method, Fırat University Journal of Engineering Science, Cilt. 28, Sayı. 1), s. 51 - 6 [5] EVRAN, S. 2018. Bendıng Stress Analysıs of Axially Layered Functionally Graded Beams, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt. 7, Sayı. 1), s. 390 - 8.[6] Ergün Güntekin, Yılmaz, T. 2013. Eğilmeye çalışan budaklı kirişlerin sonlu elemanlar modelleri, SDÜ Orman Fakültesi Dergisi, Cilt. 14, Sayı. s. 53-7.[7] M. U. Ümran ESENDEMİR, Mustafa Reşit USAL, ÖNDÜRÜCÜ, A. 2010. Orta noktasindan teki̇l yüke maruz kompozi̇t basi̇t ki̇ri̇ş i̇çi̇n maksi̇mum sehi̇m değerleri̇ni̇n deneysel, nümeri̇k ve anali̇ti̇k olarak bulunarak i̇rdelenmesi̇, Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi, Cilt. 2, Sayı. 14), s. 1-100.[8] Duran, A., Nalbant, M. 2005. Finite element analysis of bending occurring while cutting with high speed steel lathe cutting tools, Materials & Design, Cilt. 26, Sayı. 6), s. 549-54.[9] Ansari, M.Z., Cho, C. 2009. Deflection, frequency, and stress characteristics of rectangular, triangular, and step profile microcantilevers for biosensors, Sensors (Basel, Switzerland), Cilt. 9, Sayı. 8), s. 6046-57.[10] Arif Gök, Gök, K. ANSYSWORKBENCH – Bilgisayar Destekli Yapısal Analiz Uygulamaları. İstanbul: Abaküs Kitap, 2018.[11] İbrahim YAPICI, YAPICI, A. 2012. E-camı/epoksi tabakalı kompozitlerde düşük hızlı darbe davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle İncelenmesi, Niğde Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt. 1, Sayı. 2), s. 48-60.[12] Kemal Arkun, A., Ergen, M., Cakir, F. 2014. Bitki kökleriyle şev stabilizasyonun sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi, SDÜ Orman Fakültesi Dergisi, Cilt. 15, Sayı. s. 77-83.