Geri Dön

Eksenel yönde fonksiyonel derecelendirilmiş kısa kirişlerin burkulma ve serbest titreşim analizi

Buckling and free vibration analysis of axially functionally graded short beams

PDF İndir

  1. Tez No: 410059
  2. Yazar: SAVAŞ EVRAN
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. YASİN YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Dinamiği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 127

Özet

Bu doktora tezinde, eksenel yönde tabakalı olarak fonksiyonel derecelendirilmiş (FD) dikdörtgen kesit alanına sahip kısa kirişlerin burkulma ve serbest titreşim davranışı sayısal ve deneysel olarak değişik sınır şartları altında incelenmiştir. Kirişler % 99.8 saflıkta Alüminyum (Al) ve %99.9 saflıkta Silisyum Karbür (SiC) tozlarının farklı ağırlık oranları kullanılarak toz metalurji yöntemi ile üretilmiştir. Eksenel yönde tabakalı FD kirişlerin her bir tabakasına ait Elastisite Modül ve Maksimum Çekme Gerilme değerlerini bulabilmek için farklı Al ve SiC içeriğine sahip homojen kirişler üretilmiş ve bu kirişler çekme gerilme testine tabi tutulmuştur. Test sonucunda maksimum Elastisite Modül ve Çekme Gerilme değerlerinin %15 SiC içeriğine sahip kirişe kadar yükseldiği, daha yüksek SiC içeriğine sahip kirişlerde ise düşüş eğilimine geçtiği görülmüştür. Dolayısıyla burkulma ve titreşim analizlerinde maksimum %15'e kadar SiC içeren kiriş numuneleri değerlendirmeye alınmıştır. Ayrıca kirişlerin yoğunluk hesaplamaları deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Kirişlerin deneysel burkulma ve serbest titreşim analizleri sırasıyla INSTRON 8801 test cihazı ve DEWESoft™ titreşim ölçüm cihazı DEWE-43A ile gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçların doğruluğunu tespit etmek için tüm kirişler Timoshenko kiriş teorisine göre ABAQUS® ve ANSYS® sonlu elemanlar programlarında modellenmiş ve sayısal analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sayısal sonuçlar deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarına göre burkulma analizinde maksimum % 46,6739 ve serbest titreşim analizinde ise %13 fark gözlemlenmiştir. Sonuçlar arasında meydana gelen farklılıkları belirleyebilmek için farklı %SiC içeriğine sahip homojen ve tabakalı kirişlerin sertlik deneyleri, taramalı elektron mikroskop (SEM) ve optik mikroskop analizleri gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre %Al ve %SiC ağırlık oranlarındaki derecelendirmenin ve tabaka sıralanışının kirişlerin burkulma davranışı ile temel frekansına olan etkileri açıklanmaya çalışılmıştır. Bu tezde sunulan tüm sonuçlar Al ve SiC sistemleri kullanılarak yapılan FD kirişler hakkında bilgi elde edinmek için referans olarak kullanılabilir

Özet (Çeviri)

In this Ph.D. thesis, buckling and free vibration behaviors of axially layered functionally graded (FG) short beams with a rectangular cross section are investigated numerically and experimentally under various boundary conditions. The beams are produced by powder metallurgy technique using different weight fractions of 99.8 % pure Aluminum (Al) and 99.9 % pure Silicon Carbide (SiC) powders. In order to determine Elastic Modulus and Maximum Tensile Stress values of each layer of axially layered FG beams, homogeneous beams consist of different Al and SiC content are fabricated and these beams are subjected to tensile testing. According to the test results, it is observed that Maximum Elastic Modulus and Tensile Stress values increase up to 15% SiC content beam sample and decrease for beams that have higher %SiC content than 15%. Therefore, the beams containing up to 15% SiC are evaluated for buckling and vibration analysis. In addition, the beam density calculations are performed experimentally. Experimental buckling and free vibration analysis of the beams are carried out by INSTRON 8801test device and DEWESoftTM vibration measurement instrument DEWE-43A, respectively. In order to detect the accuracy of experimental results, all beams are modeled according to Timoshenko beam theory in ABAQUS® and ANSYS® finite element based programs and numerical analysis are performed. Numerical results obtained are compared with experimental results. According to the comparison of results, maximum 46,6739 % difference for buckling analysis and 13% difference for free vibration analysis are observed. In order to determine differences occurred between results, hardness experiments, scanning electron microscope (SEM) and optical microscope analysis of homogeneous and axially layered FG beams are performed. According to the analysis results, effect of gradation of %SiC weight fractions and arrange in order of layers to buckling behavior and fundamental frequency of the beams are tried to be explained. All results presented in the thesis can be used as a reference to obtain information about FG beams made of Al and SiC systems.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    804918

    Farklı mikromekanik modeller kullanılarak geliştirilen eksenel fonksiyonel derecelendirilmiş doğru eksenli kirişlerin statik analizi

    Static analysis of axially functionally graded straight beams developed using different micromechanical models

    SARAH SAYED MOHAMED ALKABIR SAYED

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiKırklareli Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE ERMİŞ

  2. Tez No

    467850

    Bir mil etrafında dönen eksenel yönde fonksiyonel derecelendirilmiş çatlaklı Euler-Bernoulli kirişinin enine titreşimleri

    Flexural vibrations of axially functionally graded cracked Euler‒Bernoulli beam rotating around a hub

    TOLGA KARAKUZU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiUşak Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KEMAL MAZANOĞLU

  3. Tez No

    775806

    Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeye sahip kolonların burkulma analizi

    Buckling analysis of columns with functionally graded materials

    BURKAY SİVRİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEYTULLAH TEMEL

  4. Tez No

    276615

    Deformatıon analysıs of functıonally graded tubes under pressure

    Basinç etkisi altindaki fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden yapilmiş tüplerin deformasyon analizi

    ÖMÜR EREN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    İnşaat MühendisliğiAtılım Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Bölümü

    YRD. DOÇ. DR. TOLGA AKIŞ

  5. Tez No

    411530

    Fonksiyonel derecelendirilmiş ince cidarlı tüplerin çarpışma dayanımlarının incelenmesi

    Crashworthiness investigation of thin walled tubes with functionally graded thickness

    MERVE TUNAY ÇETİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine MühendisliğiHitit Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. CENGİZ BAYKASOĞLU

Geri Dön