Year 2019, Volume 9 , Issue 4, Pages 797 - 807 2019-10-15

Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi
Investigation of the Frictionless Contact Problem in A Rigidly Supported Homogeneous Layer by Using FEM

Alper POLAT [1]


Bu çalışmada, alt yüzeyinden rijit olarak mesnetlenmiş ve rijit bir dairesel blok ile yüklenmiş sabit yükseklikli bir homojen tabakada sürekli temas problemi sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Bütün yüzeylerin sürtünmesiz olduğu kabul edilmiştir. Homojen tabaka, dış yükü P olan bir rijit dairesel blok vasıtasıyla yüklenmiştir. Problemin iki boyutlu sonlu elemanlar analizi ANSYS yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca farklı yükleme durumları için tabakanın derinliği boyunca normal gerilmeler ve kayma gerilmeleri incelenmiştir. Bunun yanı sıra  rijit blok ile homojen tabaka arasındaki temas mesafeleri ve temas gerilmeleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar analitik sonuçlarla kıyaslanarak grafik ve tablo halinde gösterilmiştir.

In this study, the continuous contact problem of a homogeneous layer of constant thickness perfectly bonded to a rigid support on its bottom surface and loaded a rigid stamp is investigated using the finite element method (FEM). It is assumed that the all contact surfaces are frictionless. The homogenous layer is loaded by rigid circular stamp with external load P. Two-dimensional finite element analysis of the problem is performed using ANSYS software. Also, normal stresses and shear stresses are investigated along the depth of the layer for different shear modulus ratios. Besides, contact length and contact stress between rigid block and homogenous layer are determined. The obtained results are compared to analytical solution and they are shown in graphs and tables.

  • Abhilash M. N. ve Murthy H., 2014. Finite Element Analysis of 2D Elastic Contacts Involving FGMs, International Journal for Computational Methods in Engineering Science and Mechanics, 15, 253-257
  • Adiyaman, G., Oner E., Yaylaci M. ve Birinci, A., 2016. A Receding Contact Problem between A Functionally Graded Layer and Two Homogeneous Quarter Planes, Acta Mechanica, 227, 1753-1766
  • ANSYS, 2016, Swanson Analysis Systems Inc., Houston PA, USA.
  • Birinci A., Adiyaman G., Yaylaci M. ve Öner, E., 2015. Analysis of Continuous and Discontinuous Cases of A Contact Problem Using Analytical Method and FEM, Latin American Journal of Solids and Structures, 12, 1771-1789
  • Bora P., 2016. İki Rijit Dikdörtgen Blok Ile Yüklenmiş Elastik Yarı Sonsuz Düzlem Üzerine Oturan Iki Elastik Tabakanın Temas Problemi, Ph.D. Thesis, Karadeniz Technical University, Trabzon, Turkey
  • Bussetta A., Marceau D. ve Ponthot J.P., 2012. The Adapted Augmented Lagrangian Method: A New Method for Resolution of The Mechanical Frictional Contact Problem, Computational Mechanics, 49(2), 259-275
  • Chan S.K. ve Tuba I.S., 1971. A Finite Element Method for Contact Problems of Solid Bodies-Part I. Theory and Validation, International Journal of Mechanical Sciences, 13, 615-625
  • Civelek M.B. ve Erdoğan F., 1974. The Axisymmetrical Double Contact Problem for A Frictionless Elastic Layer, International Journal of Solids and Structures, 10(6), 639-659
  • Çömez İ., 2010. Frictional Contact Problem for A Rigid Cylindrical Stamp and An Elastic Layer Resting on A Half Plane, International Journal of Solids and Structures, 47(7-8), 1090-1097.
  • Çömez İ., 2015. Contact Problem for A Functionally Graded Layer Indented by A Moving Punch, International Journal of Mechanical Sciences, 100, 339–344
  • Elhaskawy A. A., 1999. Effect of Friction on Subsurface Stresses in Sliding Line Contact of Multilayered Elastic Solids, International Journal of Solid and Structures, 36, 2903-3915
  • Franke D., Düster A., Nübel V. ve Rank E., 2010. A comparison of The H-, P-, Hp- and Rp Version of The FEM for The Solution of The 2D Hertzian Contact Problem, Computational Mechanics, 45,513-522
  • Giannakopoulos A.E. ve Pallot P., 2000. Two-Dimensional Contact Analysis of Elastic Graded Materials, Journal of The Mechanics and Physics of Solids, 48,1597-1631
  • Kahya V., 1997. Üst Tarafından Rijit Olarak Mesnetlenmiş Elastik Bir Tabaka İle Rijit Bir Blok Arasındaki Sürtünmesiz Değme Problem, Master Thesis, Karadeniz Technical University, Trabzon, Turkey
  • Kaya Y., Polat A. ve Özsahin T.Ş., 2018. Comparison of FEM Solution with Analytical Solution of Continuous and Discontinuous Contact Problem, Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences, 36(4), 977-992
  • Nikbakht A., Arezoodar A.F., Sadighi M., Zucchelli A. ve Lari A.F., 2013. Frictionless Elastic Contact Analysis of A Functionally Graded Vitreous Enameled Low Carbon Steel Plate and A Rigid Spherical Indenter, Composite Structures, 96,484-501
  • Öner E., Yaylacı M. ve Birinci A., 2015. Analytical Solution of A Contact Problem and Comparison with The Results from FEM, Structural Engineering and Mechanics, 54(4), 607-622
  • Özşahin T.Ş., Kahya, V. ve Çakıroğlu A., O. 2007. Contact Problem for An Elastic Layered Composite Resting on Rigid Flat Supports, International Journal of Computational and Mathematical Sciences, 1(2), 145-159
  • Polat A., Kaya Y. ve Özsahin T.Ş., 2018. Analytical Solution to Continuous Contact Problem for A Functionally Graded Layer Loaded Through Two Dissimilar Rigid Punches, Meccanica, 53(14), 3565-3577
  • Ratwani M. ve Erdoğan F., 1973. On The Plane Contact Problem for A Frictionless Elastic Layer, International Journal of Solids and Structures, 9, 921-936
Primary Language en
Subjects Engineering
Journal Section Articles
Authors

Orcid: 0000-0002-6368-5276
Author: Alper POLAT (Primary Author)
Institution: MUNZUR ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Dates

Publication Date : October 15, 2019

Bibtex @research article { gumusfenbil569047, journal = {Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi}, issn = {2146-538X}, eissn = {2146-538X}, address = {}, publisher = {Gümüşhane Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {9}, pages = {797 - 807}, doi = {10.17714/gumusfenbil.569047}, title = {Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi}, key = {cite}, author = {POLAT, Alper} }
APA POLAT, A . (2019). Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 9 (4) , 797-807 . DOI: 10.17714/gumusfenbil.569047
MLA POLAT, A . "Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi". Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9 (2019 ): 797-807 <https://dergipark.org.tr/en/pub/gumusfenbil/issue/49427/569047>
Chicago POLAT, A . "Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi". Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9 (2019 ): 797-807
RIS TY - JOUR T1 - Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi AU - Alper POLAT Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.17714/gumusfenbil.569047 DO - 10.17714/gumusfenbil.569047 T2 - Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 797 EP - 807 VL - 9 IS - 4 SN - 2146-538X-2146-538X M3 - doi: 10.17714/gumusfenbil.569047 UR - https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.569047 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi %A Alper POLAT %T Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi %D 2019 %J Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi %P 2146-538X-2146-538X %V 9 %N 4 %R doi: 10.17714/gumusfenbil.569047 %U 10.17714/gumusfenbil.569047
ISNAD POLAT, Alper . "Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi". Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9 / 4 (October 2019): 797-807 . https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.569047
AMA POLAT A . Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2019; 9(4): 797-807.
Vancouver POLAT A . Rijit Olarak Mesnetlenmiş Homojen Tabakada Sürtünmesiz Temas Probleminin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2019; 9(4): 807-797.