EN
TR
Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials
Abstract
: Bu çalışmada, farklı malzemelerden yapılmış ve sıcaklık dağılımı altında iç yüzeyden dış yüzeye doğru artan disklerin radyal davranışı, elastisite modülünün sıcaklık ile değişmediği varsayılarak analitik olarak analiz edilmiştir. Elde edilen hesaplamalar ANSYS programı tarafından desteklenmiştir. Bor karbür (B4C) ülkemizde uzay endüstrisinde sıklıkla kullanılmaktadır. İlk diskin modeli Bor karbür (B4C) malzemesidir ve ikinci ve üçüncü disklerin malzemelerinin modeli sırasıyla Silisyum karbür (SİC) ve Silisyum nitrürdür (Si3N4). Herhangi bir makine parçasına monte edilen diskler, farklı sıcaklıklarda yer değiştirmeye maruz kalabilir. Diskler malzemeye ve farklı sıcaklıklara göre farklı özellikler gösterebilir. Literatür araştırması sonunda; deneysel ve sayısal termal gerilme analizlerinin yapıldığı ve disklerde farklı sıcaklıklarda radyal ve teğetsel gerilmelerin hesaplandığı görülmüştür. Disklerin farklı sıcaklık etkileri altında radyal yer değiştirme davranışlarını incelemek için yeterli çalışmaların olmadığı görülmüştür. Farklı çalışmalarda, paslanmaz çelik ve alüminyum gibi metal malzemelerin ağırlıklı olarak araştırıldığı görülmüştür. Bu çalışmanın önceki çalışmalara göre farkı; modellenen disk çapının büyüklüğü ve belirtilen sıcaklık aralığı birbirine yakın olmasıdır. Çünkü küçük çaplı diskler genellikle savunma sanayinde ve diğer insansız hava sahası araçlarında ve sıcaklık değişiminin ana faktör olduğu uzay teknolojisinde tercih edilmektedir. Bu nedenle, günümüzde havacılık endüstrisinde önemli malzemeler olan Bor karbür (B4C) ve Silisyum karbür (SiC), Silisyum nitrür (Si3N4) ' ün 40 ° C -50 ° C -60 ° C -70 ° C -80 ° C -90 ° C sıcaklıklarında elde edilen yer değiştirme değerleri hesaplanmış ve literatürle paylaşılmıştır. Bu nümerik analizin sonunda, Bor karbür (B4C) malzemeli diskin iç yüzeyinde 40 ° C'de yer değiştirme değerinin Silisyum karbürden (SiC) %100.00 ve Silisyum nitrürden (Si3N4) % 157.14 daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonunda, bu disk malzemelerinin yüksek sertlik ve iyi mukavemet ile kullanılmasının mümkün olduğu sonucuna varılmıştır.
Keywords
References
- [1]- Yıldırım, B., Dimitoka, K., "Calculation of Thermal Stress in Thermal Barrier Coatings Made of Layered and Functionally Graded Materials by Finite Element Method", Engineer and machine, 2003, 525,34-42 .
- [2]- Tutuncu N., Temel B., "An efficient unified method for thermoelastic analysis of functionally graded rotating discs of variable thickness". Mechanics of Advanced Materials and Structures, 2013, 20(1):38-46.
- [3]- Taurus, C., "Elastic Analysis of an Hollow Cylinder Made from Functionally Graded Material Exposed to Internal Pressure", International Scientific And Vocational Journal (Isvos Journal), 2018, 2 (1):56-66.
- [4]- Ootao Y., Tanigawa Y., Ishimaru O., ''Optimization of material composition of functionally graded plate for thermal stress relaxation using a genetic algorithm '', Journal of Thermal Stress, 2000, 23, pp.257-271.
- [5]- Ding S., Wu C., "Optimization of material composition to minimize the thermal stresses induced in FGM plates with temperature-dependent material properties", International Journal of Mechanics and Materials in Design, https: // doi. org / 10.1007 / s10999-017 9388-z, 2017.
- [6]- Kayıran H.F., Öndürücü A., Thermal Stress Analysis of a Disc Subjected to Parabolic Temperature Distribution. Mersin First International Symposium on 01-03 November 2018, Mersin University, 4, 188-201, Mersin, Turkey.
- [7]- Kayıran, H.F., Boron-Carbide (B4C) Thermal Stress Analysis of a Disc, 2nd International Mediterranean Symposium, 2019, 1(2), 47.
- [8]- Öndürücü, A., Kayıran, H.F,. Thermal Stress Analysis of Bimaterial Discs under Temperature Effect, 2nd International Mersin Symposium, 2019, 1 (2), 146.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Authors
Publication Date
September 30, 2021
Submission Date
February 19, 2021
Acceptance Date
July 14, 2021
Published in Issue
Year 2021 Volume: 8 Number: 3
APA
Kayıran, H. F. (2021). Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials. El-Cezeri, 8(3), 1108-1122. https://doi.org/10.31202/ecjse.883532
AMA
1.Kayıran HF. Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2021;8(3):1108-1122. doi:10.31202/ecjse.883532
Chicago
Kayıran, Hüseyin Fırat. 2021. “Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) Materials”. El-Cezeri 8 (3): 1108-22. https://doi.org/10.31202/ecjse.883532.
EndNote
Kayıran HF (September 1, 2021) Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials. El-Cezeri 8 3 1108–1122.
IEEE
[1]H. F. Kayıran, “Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials”, El-Cezeri Journal of Science and Engineering, vol. 8, no. 3, pp. 1108–1122, Sept. 2021, doi: 10.31202/ecjse.883532.
ISNAD
Kayıran, Hüseyin Fırat. “Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) Materials”. El-Cezeri 8/3 (September 1, 2021): 1108-1122. https://doi.org/10.31202/ecjse.883532.
JAMA
1.Kayıran HF. Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2021;8:1108–1122.
MLA
Kayıran, Hüseyin Fırat. “Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) Materials”. El-Cezeri, vol. 8, no. 3, Sept. 2021, pp. 1108-22, doi:10.31202/ecjse.883532.
Vancouver
1.Hüseyin Fırat Kayıran. Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2021 Sep. 1;8(3):1108-22. doi:10.31202/ecjse.883532
Cited By
ANALYTICAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF ELASTIC STRESSES IN THERMOPLASTIC MATRIX COMPOSITE DISCS UNDER TEMPERATURE EFFECT
International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry
https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1018875
