Fonksiyonel derecelendirilmiş sandviç kirişlerin Navier yöntemiyle serbest titreşim ve burkulma analizi

Abstract

Free vibration and buckling analysis of FGM sandwich beams  Trigonometric series functions  Navier's method In this study, free vibration and buckling analyses of functionally graded (FGM) sandwich beams is investigated by Navier's method. Two cases of functionally graded sandwich beams are considered: a) Homogeneous ceramic core and FGM faces (Type A), and b) FGM core and homogeneous faces (Type B). Figure A. Geometric properties of FGM beams considered Purpose: The aim of this study is to perform free vibration and buckling analysis of functionally graded sandwich beams with different boundary conditions, power-law indices and slenderness using trigonometric series functions. Theory and Methods: Displacement field is defined according to the first order shear deformation theory, and the equations of motion are derived by the Lagrange's principle. Volumetric ceramic ratio is defined by a power-law rule. In the analytical solution, different trigonometric series functions are used for each end conditions considered. Results: Natural frequencies and buckling loads are obtained for different boundary conditions, power-law indices and slenderness. Numerical results are compared with the available literature, and a good agreement are obtained between the results. Conclusion: To make a generalization, it is seen that natural frequencies and buckling loads decrease when the metallic feature is dominant in FDM sandwich beams, and increase when the ceramic feature is dominant.

Yüksek mertebe sonlu eleman modeliyle fonksiyonel derecelendirilmiş kirişlerin serbest titreşim ve statik analizi

“…Önerilen sonlu elemanın doğruluğu ortaya koymak için metal malzeme olarak alüminyum (Al) ve seramik malzeme olarak alüminyum oksit (Al2O3) kullanılmış ve elde edilen sonuçların literatür ile karşılaştırılması Tablo 3'de verilmiştir. Farklı sınır şartları, farklı L/h oranı ve farklı p değerlerine göre bu çalışmanın sonuçları, birinci mertebeden kayma deformasyonlu kiriş teorisine göre sonlu elemanlar yöntemine göre çözüm yapan Turan (2018), parabolik kayma deformasyonlu kiriş teorisine göre analitik çözüm yapan Şimşek (2010) ve üç boyutlu kiriş teorisini kullanarak sonlu elemanlar yöntemine göre çözüm yapan Vo vd. (2015a) ile kıyaslanmıştır.…”

“…Turan ve Kahya (2018), Navier çözüm yöntemini kullanarak FD kirişlerin serbest titreşimlerini birinci mertebeden kayma deformasyonlu kiriş teorisine göre incelemişlerdir. Turan (2018), tabakalı kirişlerin serbest titreşim, burkulma ve statik analizleri için kayma deformasyon etkilerini hesaba katan bir sonlu eleman modeli geliştirmiştir. Tabakalı kompozit kirişler ve FD sandviç kirişler için ayrı ayrı analizler yaparak modelin doğruluğunu ispatlamıştır.…”

“…Statik analizlerde bütün sayısal sonuçlar 14 eleman sayısına göre elde edilmiştir.Önerilen sonlu elemanın doğruluğu araştırmak için metal malzeme olarak Al ve seramik malzeme olarak da AL2O3 kullanılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sayısal sonuçlar, birinci mertebeden kayma deformasyonlu kiriş teorisine göre sonlu elemanlar yöntemi ve analitik yöntem ile çözüm yapanTuran (2018), birinci ve üçüncü mertebeden kayma deformasyonlu kiriş teorilerine göre analitik çözüm yapan Vo vd. (artmasıyla (yani p'nin arttırılmasıyla) artmaktadır.…”

Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kiriş Yapıların Eğilme Analizinde Homojenleştirme Modellerinin Etkisi

“…FDM'ler, iç yapılarındaki kademeli malzeme geçişleri sayesinde, geleneksel kompozitlerde karşılaşılan keskin arayüz problemlerini minimize ederken, mükemmel mekanik, termal ve akustik özellikler sunar. Bu özellikler, FDM'leri havacılık [1], otomotiv [2], biyomedikal [3] ve enerji [4] gibi pek çok alanda popüler bir seçim haline getirmiştir. FDM'lerin birincil avantajlarından biri, farklı malzemelerin özelliklerinin birleştirilmesiyle, tek bir malzeme içinde çoklu işlevsellik sağlamasıdır.…”

Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerde Elastisite Modülünün Modellemesi: Homojenleştirme Tekniklerinin Karşılaştırılması

“…FDM'nin benzersiz yapısı, malzemenin içindeki kompozisyonun ve özelliklerinin, yüzeyden çekirdeğe doğru veya tersi yönde kademeli olarak değişmesini sağlar, böylece birden fazla işlevi aynı anda yerine getirebilir ve bu da mühendislik tasarımlarında büyük esneklik sunar. Bu özellik, FDM'leri uzay ve havacılık [3] sektörlerinin yanı sıra otomotiv [4], biyomedikal [5], denizcilik [6] ve enerji [7] gibi alanlarda da popüler hale getirmiştir. FDM'ler, mühendislik yapılarının ağırlık, sertlik ve termal performans gibi temel özelliklerini geliştirmede önemli bir rol oynamaktadır.…”