NATURAL FREQUENCY AND BUCKLING ANALYSIS OF LAMINATED CURVED BEAMS

Abstract

In this study, the effects of variations of subtended angle, curvature of a laminated curved beam and orientation angle, having an in-plane curvature, on the natural frequencies and buckling load have been investigated by using the Finite Element Method. Sabir and Ashwell’s displacement functions have been used to develop a finite element model to employ in this study. The results obtained with the present element are compared with the results obtained from ANSYS program.

Keywords

• Laminated curved beam, Buckling,Vibration, Finite elements

KOMPOZİT EĞRİ ÇUBUKLARIN DOĞAL FREKANS VE BURKULMA YÜKÜ ANALİZİ

Abstract

Bu çalışmada, düzlem içerisinde belirli bir eğriliğe sahip tabakalı kompozit dairesel bir yay parçasının merkez açısının, eğrilik yarıçapının değişiminin ve tabakalardaki fiber açılarının doğal frekans ve burkulma yüküne etkileri sonlu elemanlar metodu kullanılarak araştırılmıştır. Bu analizde kullanılan sonlu eleman modelinin oluşturulması için Sabir ve Ashwell’in yer değiştirme fonksiyonları kullanılmıştır. Geliştirilen modelle elde edilen sonuçlar ANSYS programından elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır.

Keywords

• Tabakalı kompozit eğri çubuk, Burkulma, Titreşim, Sonlu elemanlar

References

1. Bazant Z. P., Cedolin L. (1991): “Stability of Structures”, Oxford University Press, New York, s.1056.
2. Karaağaç C., Öztürk H., Sabuncu M. (2011): “Crack Effects on the In-plane Static and Dynamic Stabilities of a Curved Beam with an Edge Crack”, Journal of Sound and Vibration, Cilt 330, s.1718-1736.
3. Loja M. A. R., Barbosa J. I., Soares C. M. M. (1997): “Buckling Behaviour of Laminated Beam Structures Using a Higher-order Discrete Model”, Composite Structures, Cilt 38, s.119-131.
4. Öztürk H., Yeşilyurt İ., Sabuncu M. (2006): “In-Plane Stability Analysis of Non-Uniform Cross-Sectioned Curved Beams”, Journal of Sound and Vibration, Cilt 296, s.277–291.
5. Petyt M., Fleischer C. C. (1971): “Free Vibration of a Curved Beam”, Journal of Sound and Vibration, Cilt 18, s.17-30.
6. Qatu M. S. (1993): “Theories and Analyses of Thin and Moderately Thick Laminated Composite Curved Beams”, International Journal of Solids and Structures, Cilt 30, s.2743- 2756.
7. Reddy J. N. (1997): “Mechanics of Laminated Composite Plates Theory and Analysis”, CRS Press, New York, s.856.
8. Sabır A. B., Ashwell D. G. (1971): “A Comparasion of Curved Beam Finite Elements when Used in Vibration Problem”, Journal of Sound and Vibration, Cilt 18, s.555-563.

9. Sabuncu M. (1978): “Vibration Characteristics of Rotating Aerofoil Cross Section Bladed Disc Assembly”, University of Surrey, Ph.D Thesis, s.548.
10. Timoshenko S. P., Gere J. M. (1961): “Theory of Elastic Systems” , McGraw-Hill Book Company, s.560.
11. Tseng Y. P., Huang C. S., Kao M. S. (2000): “In-Plane Vibration of Laminated Curved Beams with Variable Curvature by Dynamic Stiffness Analysis, Composite Structures, Cilt 50, s.103-114.
12. Yoo H. C., Kang Y. J., Davidson J. S. (1996): “Buckling Analysis of Curved Beams by Finite-Element Discretization”, Journal of Engineering Mechanis, Cilt 122, s.762-770.