Finite element analysis of elastomeric bearings under compression and shear loading

Elastomer mesnetler yaygın olarak bina ve köprülerin deprem yalıtımında kullanılır. Elastomer yalıtıcılar kauçuk ve çelik tabakalarından oluşabileceği gibi yalın kauçuktan da oluşabilir. Bu tezde, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yalın kauçuk yalıtıcıların ve kauçuk-çelik kompozit yalıtıcıların global ve lokal davranışlarının belirlenmesi çalışılmıştır. Sonlu elemanlar modeli oluşturulurken, kauçuk ve çeliğin mekanik davranışlarının doğru modellenmesi dikkate alınmış ve doğrusal olmayan geometrik davranışa uygun formülasyon kullanılmıştır. Kauçuk için literatürdeki deney verileri kullanılarak hiperelastik ve viskoelastik malzeme modelleri oluşturulmuştur. Çelik ise elastik-plastik malzeme modeli ile temsil edilmiştir. Oluşturulan sonlu elemanlar modeli kullanılarak, kauçuk viskoelastisitesi, kauçuk sıkıştırılabilirliği ve şekil faktörünün yalıtıcının global davranışı, örneğin düşey kuvvet, düşey rijitlik, yatay kuvvet, yatay rijitlik, üzerine etkileri statik analizlerle çalışılmıştır. Ek olarak, uygulanan yük miktarı ve sürtünmenin yalıtıcının lokal davranışı üzerine etkileri statik analizlerle çalışılmıştır. Yarı statik analizlerde, yükleme hızı ve kauçuk sıkıştırılabilirliğinin çözümlere etkisi belirlenmiştir. Statik analizler için örtük entegrasyon, yarı statik analizler için belirtik entegrasyon kullanılmıştır. Bu tezde sunulan hesaplamalı yaklaşımlar çoğu bina ve köprü yalıtıcı analizleri için uygulanabilir. Gelecek çalışmalarda basma yükü ile beraber çevrimsel kayma yükleri de hesaba katılabilir.