Kompozit Boru Kesitlerinin Çarpma Etkisi Altında Deneysel ve Nümerik Olarak İncelenmesi

Yıl 2018, Cilt: 30 Sayı: 1, 139 - 149, 01.03.2018

Engin Gücüyen R. Tuğrul Erdem , Erkan Kantar

Öz

Boru
hatları, kullanım ömürleri boyunca statik ve dinamik kuvvetlerin etkisi
altındadır. Statik kuvvetler altında verilen tepki kolayca
belirlenebilmektedir. Dinamik etkiler ise, ani olarak ortaya çıkar ve kısa
aralıklarla etkilerini gösterir. Teknolojik gelişmeler ile birlikte, ani
dinamik kuvvetlerin oluşturacağı etkileri belirlemek için yapılan çalışmalar
önem kazanmıştır. Araştırmacılar, deprem, ani rüzgâr, çarpma, patlama, kaya
düşmesi ve araç kazası gibi dinamik etkiler altında çeşitli malzemelerin mekanik
özelliklerini belirlemek için çalışmalar yapmaktadırlar. Üretilen deney
elemanlarının darbe kuvvetleri altında davranışlarını belirlemek için deney
düzenekleri geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında kullanılan kompozit boru
deney elemanları, laboratuvarda üretilmiştir. Deney elemanlarının davranışları,
ani darbe kuvvetleri altında serbest ağırlık düşürücü deney aleti ile
belirlenmiştir. Deney düzeneğinde, ivmeölçer, halka kuvvet algılayıcı, lvdt ve
veri kaydedici gibi ölçüm cihazları kullanılmıştır. Deney elemanlarında oluşan
ivme, deplasman, çarpma kuvveti değerleri belirlenmiş ve hasar gelişimleri takip
edilmiştir. Nümerik analiz kısmında ise, deney elemanları ve deney düzeneği Abaqus
sonlu elemanlar analiz programında modellenmiştir. Malzeme özellikleri ve
mesnet koşulları programda tanımlandıktan sonra, analiz işlemleri gerçekleştirilmiştir.
Analizler sonucunda elde edilen değerler, deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. 

Anahtar Kelimeler

Kompozit boru, Darbe kuvveti, Deney düzeneği, Sonlu elemanlar analizi

Kaynakça

• 1. Nataraja, M.C., Dhang, N., Gupta, A.B. (1999). Statistical variations in impact resistance of steel fiber-reinforced concrete subjected to drop weight test. Cement and Concrete Research, 29(7): 989-995. 2. Banthia, N.P. (1987). Impact resistance of concrete. PhD Thesis, The University of British Columbia, 335s. 3. Erdem, R.T. (2013). Farklı kesit boyutlarına sahip beton ve betonarme kesitlerin çarpma etkisi altında incelenmesi. Doktora Tezi, Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 304s. 4. Pichler, B., Hellmich, C., Mang, H.A., Eberhardsteiner, J. (2006). Loading of a gravel-buried steel pipe subjected to rockfall. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 132(11): 1465-1473. 5. Yang, J.L., Lu, G.Y., Yu, T.X., Reid, S.R. (2009). Experimental study and numerical simulation of pipe-on-pipe impact. International Journal of Impact Engineering, 36: 1259-1268. 6. Tafreshi, S.N.M., Khalaj, O. (2011). Analysis of repeated-load laboratory tests on buried plastic pipes in sand. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 31: 1-15. 7. Jones, N., Birch, R.S. (2010). Low-velocity impact of pressurised pipelines. International Journal of Impact Engineering, 37: 207-219. 8. Kristoffersen,M., Børvik,T., Westermann, I., Langseth, M., Hopperstad, O.S. (2013). Impact against X65 steel pipes – an experimental investigation. International Journal of Solids and Structures, 50: 3430–3445. 9. Anil, Ö., Erdem, R.T, Kantar, E. (2015). Improving the impact behavior of pipes using geofoam layer for protection. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 132-133: 52-64. 10. Shah, Q.H. (2011). Experimental and numerical study on the orthogonal and oblique impact on water filled pipes. International Journal of Impact Engineering, 38: 330-338. 11. Guades, E., Aravinthan, T., Manalo, A., Islam, M. (2013). Experimental investigation on the behaviour of square FRP composite tubes under repeated axial impact. Composite Structures, 97: 211-221. 12. Gezeri O. (2012). Çelik ve kompozit boruların çarpma davranışı ve koruyucu yapıların etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 108s. 13. Gücüyen, E., Erdem, R.T., Kantar E. (2017). Yerüstü boru hatlarında dinamik kuvvetlerin oluşturduğu etkilerin deneysel olarak incelenmesi. Bilimsel Araştırma Projesi, Manisa Celal Bayar Üniversitesi. 14. ABAQUS User’s Manual, Version 6.12, SIMULIA. (2015). Dassault Systèmes Simulia Corp.