Static, dynamic, and stability analysis of functionally graded sandwich beams with porous core resting on elastic foundation
Elastik temel üzerine oturan gözenekli çekirdekli fonksiyonel derecelendirilmiş sandviç kirişlerin statik, dinamik ve stabiliteanalizi
- Tez No: 934995
- Danışmanlar: Prof. Dr. VOLKAN KAHYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Bu tez, Winkler-Pasternak elastik zemin üzerine otuıran ve gözenekli çekirdeğe sahip fonksiyonel derecelendirilmiş (FD) sandviç kirişlerin statik, dinamik ve stabilite analizine ilişkin kapsamlı bir çalışma sunmaktadır. Araştırma, kirişin serbest titreşim, burkulma ve eğilme özelliklerini inceleyerek, üç farklı çekirdek yapılandırması (gözenekli seramik çekirdek, metal çekirdek ve FD gözenekli çekirdek) için bu davranışları etkileyen temel parametrelerin anlaşılmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Malzeme özelliklerinin yükseklik boyunca kademeli değişiminin modellemesinde kuvvet yasası dağılımı kullanılmış olup, üç farklı gözeneklilik deseni (uniform, simetrik ve asimetrik) dikkate alınmıştır. Yer değiştirme alanı hem enine kayma hem de normal deformasyonlarını göz önünde bulundurmaktadır. Hareket denklemleri, Hamilton prensibi ve Lagrange denklemleri kullanılarak türetilmiştir. Navier ve Ritz yöntemleriyle formüle edilen analitik modeller, yenilikçi üç düğümlü yüksek mertebeden sonlu eleman modeli ile desteklenmiştir. Ayrıca, Ansys Mechanical APDL kullanılarak yeni bir FD sandviç kiriş modelleme tekniği sunulmuştur. Doğruluğu ve etkinliği mevcut literatürle yapılan karşılaştırmalarla gösterilmiş ve doğrulanmıştır. Çalışma, malzeme özelliklerinin homojenleştirilmesi yaklaşımları, enine normal deformasyon, sınır koşulları, yapısal konfigürasyonlar, gözeneklilik özellikleri ve diğer temel parametrelerin doğal frekans, kritik burkulma yükü ve statik yer değiştirme ve gerilmeler üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. Bulgular, FD sandviç kiriş çekirdeğine gözeneklilik eklenmesinin mekanik davranışı önemli ölçüde etkilediğini
Özet (Çeviri)
This thesis presents a comprehensive study of static, dynamic, and stability analyses of functionally graded sandwich beams (FGSBs) with porous core resting on a WinklerPasternak elastic foundation. The research focuses on the free vibration, buckling, and bending characteristics of FGSBs with three different core configurations: porous ceramic core, metallic core, and functionally graded (FG) porous core. A power-law distribution is used to model the gradual variation of material properties across the thickness, considering three distinct porosity patterns: uniform, symmetric, and asymmetric. A general theoretical formulation is derived from a quasi-3D deformation theory. The governing equations of motion are obtained using Hamilton's principle and Lagrange's equations. Analytical models, formulated using the Navier and Ritz methods, are complemented by a novel three-node higher-order finite element model. Additionally, a novel FGSB modeling technique is presented using Ansys Mechanical APDL. The accuracy and efficiency of these quasi-3D models are demonstrated and validated through comparisons with existing literature. The study explores the effects of material property homogenization schemes, transverse normal deformation, boundary conditions, structural configurations, porosity characteristics, and foundation parameters on natural frequency, critical buckling, bending, and stress responses. The findings reveal that the introduction of porosity into the core ofFGSBs significantly influences their mechanical behavior, with symmetric porosityconfigurations resulting in superior performance.
Benzer Tezler
- Dynamic stability analysis of functionally graded sandwich micro-beams
Fonksiyonel derecelendirilmiş sandviç mikro kirişlerin dinamik stabilite analizi
MOHAMMED ALI SAIHOOD AL-SHUJAIRI
Doktora
İngilizce
2018
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÇAĞRI MOLLAMAHMUTOĞLU
- Fonksiyonel derecelendirilmiş ile tabakalı kompozit kirişlerin dinamik, stabilite ve statik analizleri
Dynamic, stability and static analyses of functionally graded and layered composite beams
OKAN KIRLANGIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik BilimleriBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEREF DOĞUŞCAN AKBAŞ
- Nanokompozit yapıların genel elastik sınır koşullarında dinamik ve stabilite analizleri
Dynamic and stability analyses of nanocomposite structures at general elastic boundary conditions
BÜŞRA UZUN
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiBursa Uludağ Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZGÜR YAYLI
- Vibration analysis of rotating beam structures made of functionally graded materials in a thermal environment by generalized differential quadrature method
Fonksiyonel derecelendirilmiş dönen kiriş yapıların ısıl ortamda genelleştirilmiş diferansiyel kareleme yöntemi ile titreşim analizi
MUSTAFA TOLGA YAVUZ
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
- تحلیل ارتعاشات و کمانش پوسته مخروطی ضخیم ساخته شده از مواد هدفمند تحت اثر دما و فشار متغیر با در نظر گرفتن نقص هندسی اولیه و استفاده از تئوری برشی مرتبه بالا
Vibration and Buckling Analysis of Thick FGM Conical Shells Under Thermal and Pressure Distributions of Internal Flow, Considering Geometric Imperfections Using a Higher Order Theory
MOHAMMAD RAHMANIAN
Yüksek Lisans
Farsça
2011
Havacılık MühendisliğiSharif University of TechnologyUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. ROHOLLAH DEHGHANİ FİROUZABADİ