Silindirik ve Konik Helislerin Karışık SEM ile Dinamik Analizi

Abstract

İnşaat mühendisliği uygulamalarında merdivenlerde, makina mühendisliği uygulamalarında ise mekanik aksanılarda helisel çubuklarla sıkça karşılaşılmaktadır. Bu çahşmada silindirik ve konik geometriye sahip helisel çubukların serbest titreşimi karışık sonlu eleman yöntemiyle incelenmiştir. Bu amaçla, Timoshenko kiriş kuranuna dayanan, değişken eğrilikli ve değişken kesitli uzay çubukların eleman matrisi ve yayılı kütle matrisleri geliştirilmiştir. Eleman matrisinin geliştirilmesi amacı ile elde edilen fonksiyonelde değişkenler, Frenet koordinat takımında, üç ötelenme, üç dönme, bir eksenel normal kuvvet, iki kesme kuvveti, bir burulma momenti ve iki eğilme momentidir. Bu çahşmada elde edilen sayısal sonuçlar, literatürde mevcut bulunan çahşmalarda elde edilenler ile karşılaştırılnuş ve yeterli doğrulukta olduğu görülmüştür

References

1. Epstein, I., ”The motion of conical coil springs”, Journal of Applied Physics, 18, s. 368—374, 1947.
2. Pearson, D., Wittrick, W.H., “An exact solution for the Vibration of helical springs using a Bernoulli—Euler model”, International Journal of Mechanical Sciences, 28, s. 83—96, 1986.
3. Holmes, A.M.C, “Analysis of helical beams under symmetric loading”, Journal of Structural Division ASCE, 83/6, s. 1-37, 1957.
4. Scordelis, A.C., “Internal forces in uniformly loaded helicoidal girders.”, Journal ofAmerican Concrete Institue, 56, s. 1013-1026, 1960.
5. Cinemre, V., “Başlangıç değerleri metodu ile helisel çubukların statik hesabı”. DoktoraTeziİ.T.Ü., 1960
6. Pearson, D., “The transfer matrix method for the vibration of compressed helical springs.”, Journal of Mechanical Engineering Science, 24, s. 163—171, 1982.
7. Haktanır, V. ve Kıral, E., “Helisel çubukların statik davranışının rijitlik matrisi metodu ile incelenmesi.”, Çukurova Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Dergisi, Adana, 1989.
8. Abdülbaki, A. ve Shukair, A., “Continuous helical girders”, Journal of

9. Construction Engineering and Management, 99/ST 10, 1973.
10. Mottershead J .E., “Finite elements for dynamical analysis of helical rods”, International Journal of Mechanical Sciences, 22, s. 267—283, 1980.
11. Haktanır, V. ve Kıral, E., “Helis eksenli merdivenlerin bilgisayarda dinamik hesabı”, İnşaat Mühendisliğinde Bilgisayar Kullanımı İkinci Sempozyomu, İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi, 1990.
12. Nagaya K., Takeda S. ve Nakata Y., “Free vibration of coil springs of arbitrary shape”, International Journal of Numerical Methods in Engineering, 23, s. 1081— 1099, 1986.
13. Yıldırım, V., “Investigation of parameters affecting free Vibration frequency of helical springs”, Journal of Numerical Methods in Engineering, 39, s. 99-114, 1996.
14. Yıldırım, V. ve İnce, N., “Natural frequencies of helical springs of arbitrary shape”, Journal of Sound and Vibration, 204(2), s. 311-329, 1997. [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27]
15. SAP2000, Structural analysis program, CSI, Berkeley, USA.