Eksantrik yüklü korniyerlerin sonlu elemanlar yöntemiyle geometri ve malzeme bakımından doğrusal olmayan burkulma analizi

Tek parçalı çelik korniyerlerin üretimi, taşınması ve montajı kolay olduğundan kafes kiriş, çatı makası ve elektrik iletim kulesi gibi yapısal uygulamalarda sıklıkla kullanılırlar. Uç birleşimleri nedeniyle genellikle eksantrik yüklere maruz kalırlar. Aynı zamanda birleşim elemanının eğilme rijitliğinden dolayı uçlarında dönmeleri sınırlayan momentler de vardır. Korniyerler asimetrik veya tek simetri eksenli olduklarından uçlarındaki sınırlayıcılarla birlikte eksantrik yük altında basınç kapasitelerinin tayini oldukça zordur.Bu tezde eksantrik yüklü korniyerlerin davranışını anlayabilmek için etkin bir sonlu eleman modeli geliştirilmiştir. Bu amaçla mafsal uçlu, merkezi ve eksantrik yüklü korniyerlerin teorik burkulma ve deney göçme yükleri ABAQUS 6.5'de geliştirilen çeşitli modellerin özdeğer ve yük-deformasyon analizleri ile tahmin edilmiştir. Bütün modellerde geometri ve malzeme bakımından doğrusal olmayan davranış dikkate alınmış, korniyerler kabuk elemanlarla modellenmiştir. Korniyerlerin ilkel kusurları, artık gerilmeleri, uç mesnet şartları, geometrisi ve malzeme özelliği değişimi her model için farklı idealleştirilmiştir. En gerçekçi tahminlerin elde edildiği modelle kapsamlı bir parametrik çalışma yapılarak korniyerlerin yük taşıma kapasiteleri araştırılmıştır. Ayrıca korniyerlerin basınç kapasitelerinin TS 648'e göre aşırı emniyetli hesaplandığı görülmüştür.Bu tezde ayrıca korniyerler gibi asimetrik ince cidarlı açık kesitli elemanların geometrik bakımdan doğrusal olmayan analizi için daha hassas bir geometrik rijitlik matrisi elde edilmiştir. Bunun için 2 düğüm noktalı, 14 serbestlik dereceli bir kiriş-kolon elemanının toplam potansiyel enerji ifadesinde bütün yüksek mertebeden terimler dikkate alınmıştır. Bu matris ile çeşitli uç mesnet şartlarına sahip korniyerlerin dallanma yükleri neredeyse kesin olarak tahmin edilmiştir. Burkulma öncesine ve sonrasına ait yük-deformasyon eğrilerini elde etmek için değiştirilmiş Newton-Raphson tekniği ile birlikte güncellenen Lagrangian formülasyonu kullanılmıştır. Mathematica'da kodlanan bir program ile eksantrik yüklü korniyerlerin büyük yer değiştirme analizine ait sayısal örnekler çözülmüştür.