Yüzeyleri fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme ile kaplı izotropik kirişlerde çatlak ve porosite durumunun serbest titreşime etkisinin incelenmesi
Yükleniyor...
Tarih
2020
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında, çekirdek tabakası izotropik homojen malzemeli yüzeyleri fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeyle (FDM) kaplı kirişlerin serbest titreşimi incelenmiştir. Kirişin kusurlu ve hasarlı durumlarını incelemek amacıyla, kaplamanın porositeli ve çatlaklı durumları incelenmiştir. Çalışmada çekirdek tabaka alüminyumdan, FDM kaplama seramik (Al2O3) ve alüminyum (Al) malzemelerin belirli oranlarda karışımlarından oluştuğu kabul edilmiştir. FDM'nin elastisite modülü ve yoğunluğu kaplama kalınlığı boyunca bir polinom ve bir eksponansiyel fonksiyonla tanımlanmıştır. Çalışmada Timoshenko kiriş teorisi kullanılarak problemin çözümü sonlu elemanlar yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Çatlak, kütlesiz ve boyutsuz bir yay elemanı ile temsil edilmiştir. Kirişin doğal frekanslarının hesaplanması için MATLAB'ta sonlu elemanlar kodu yazılmıştır ve literatür ile uyumlu olduğu görülmüştür. Çalışmada çekirdek tabaka kalınlığının FD malzeme kalınlık oranının (h/H), narinlik oranının (L/H), çatlak konumunun (Lc), çatlak derinliğinin (c), porosite hacim oranının (Vp), polinom derecesinin (n), eksponansiyel fonksiyon dağılımın ve farklı sını şartlarının doğal frekanslar üzerindeki etkileri incelenmiştir.
In this thesis, the free vibration of a symmetric beam consisting of an isotropic homogeneous core coated with functionally graded material (FGM) was investigated. To take into account the effects of imperfections and imposed damage, porosity of the coating material and cracks in the coating material are studied. The beam configuration in this study consisted of an aluminum (Al) core and a ceramic (Al2O3) coating on both sides. The variation of the density and Young's modulus through the coating material thickness are defined by exponential and polynomial functions. The crack is represented by a a dimensionless and massless spring element. In this study the Timoshenko beam theory is used and the solution of the problem is found with finite element analysis. For this puprose a finite element code is written in MATLAB and the natural frequencies of the beam are calculated, which are found to be in good agreement with literature. A detailed parametric study is conducted to show the influences of core thickness to beam height ratio (h/H), slenderness ratio (L/H), crack location (Lc), crack depth (c), porosity (Vp), the power law index (n), the exponential function and multiple boundary conditions on the natural beam frequencies.
In this thesis, the free vibration of a symmetric beam consisting of an isotropic homogeneous core coated with functionally graded material (FGM) was investigated. To take into account the effects of imperfections and imposed damage, porosity of the coating material and cracks in the coating material are studied. The beam configuration in this study consisted of an aluminum (Al) core and a ceramic (Al2O3) coating on both sides. The variation of the density and Young's modulus through the coating material thickness are defined by exponential and polynomial functions. The crack is represented by a a dimensionless and massless spring element. In this study the Timoshenko beam theory is used and the solution of the problem is found with finite element analysis. For this puprose a finite element code is written in MATLAB and the natural frequencies of the beam are calculated, which are found to be in good agreement with literature. A detailed parametric study is conducted to show the influences of core thickness to beam height ratio (h/H), slenderness ratio (L/H), crack location (Lc), crack depth (c), porosity (Vp), the power law index (n), the exponential function and multiple boundary conditions on the natural beam frequencies.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme, Çatlaklı kiriş, Serbest titreşim, Sonlu elamanlar yöntemi, Functionally graded materials, Cracked beam, Free vibration, Finite element method
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Erdurcan, E.F. (2020). Yüzeyleri fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme ile kaplı izotropik kirişlerde çatlak ve porosite durumunun serbest titreşime etkisinin incelenmesi. (Doktora Tezi) Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Niğde
