Vibration analysis of complex structures subjected to moving loads

Bu doktora tezinde, V sabit hızıyla hareket eden taşıtlara maruz kalan kompleks yapıların dinamik analizleri incelenmiştir. Çok bölmeli ve çok katlı çerçeveler bir viyadük modeli olarak düşünülmüştür. Hızlı tren geçişi altındaki viyadüklerin dinamik tepkisi, yapıların tasarımı, yolcu konforu, trenin raydan çıkması, vb. bakımından önem taşır. Bir tren modeli olarak çeşitli yükleme tipleri kullanılmıştır. Bunlar: (1) hareketli yük modeli, (2) hareketli osilatör modeli, (3) 4 serbeslik dereceli 2 akslı araç modeli, (4) 10 serbestlik dereceli 2 boji ve 4 akstan oluşan çoklu gövdeli araç sistemidir. Araç-yapı etkileşimi (veya hareketli yük-yapı) sisteminin dinamik analizinde, sonlu elemanlar yöntemi kullanıldı. Çerçeve yapısını oluşturan kirişler ve sütunlar Bernoulli-Euler kiriş teorisi ile modellenmiştir. Yapıda çatlak bulunması durumu da incelenmiştir. Bu durum, yapının yüksek genlikli titreşimlere uzun süre maruz kalması halinde yorulma kaynaklı çatlak oluşabileğinden dolayı önemlidir. Bir çatlağın varlığı, yapının katılığını değiştirir. Katılık azalır ve bu da yapının doğal frekansının azalmasına sebep olur. Çatlağın konumuna bağlı olarak, yapının katılığındaki veya doğal frekanslarındaki azalma etkisi değişir. Çatlak elemanın katılık matrisi kırılma mekaniği prensiplerinden faydalanılarak belirlenmiştir. Hareket denklemleri genelleştirilmiş Lagrange denklemi ile belirlenmiştir. Taşıt-yapı sisteminin titreşimlerini temsil eden hareket denklemleri, değişken katsayılı, bağlı, ikinci mertebeden diferansiyel denklemlerdir. Bu denklemlerin integrasyonu için Newmark metodu ve Wilson-teta direkt integrasyon metodu kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, çatlak yerinin, hareketli taşıt / yük hızının, çerçeve yapının bölme sayısının / kat sayısının, yük aralığının ve mod şekillerinin karmaşık yapıların dinamik tepkisi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sonlu elemanlar modelini doğrulamak için, MATLAB yazılımı ile geliştirilen kod, literatürdeki bir çalışma ile veya ANSYS yazılımı kullanılarak oluşturulan sayısal model ile karşılaştırılmıştır. Sonuçları değerlendirmek için üç boyutlu (3B) grafikler kullanılmıştır.