Bu çalışmada, kısa fiber takviyeli nano kirişlerin burkulma davranışları, yerel olmayan elastisite teorisi çerçevesinde, Euler-Bernoulli, Timoshenko ve Levinson kiriş teorileri kullanılarak analiz edilmiştir. Yerel olmayan elastisite teorisi, nanoyapıların küçük ölçekli etkilerini dikkate alarak daha gerçekçi bir modelleme sunmakta ve nano ölçekteki malzemelerin yüzey etkileri, atomik kuvvetler ve mikro yapıların özelliklerinin burkulma davranışları üzerindeki etkilerinin incelenmesine olanak tanımaktadır. Yerel olmayan elastisite teorisi çerçevesinde gerçekleştirilen bu analizlerde, fiber hacim oranı, fiberin uzunluk/çap oranı, elastisite modülü oranı ve yerel olmayan parametre gibi önemli parametrelerin kritik burkulma yükleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Analizler sonucu ortaya çıkan sonuçlar grafiksel olarak sunulmuştur. Analizler, yerel olmayan parametrenin artışının, kirişlerin kritik burkulma yüklerinde belirgin bir düşüşe neden olduğunu göstermektedir. Fiber hacim oranının artması ise, kirişlerin burkulma direncini artırarak kritik burkulma yüklerinin yükselmesine neden olmaktadır. Ayrıca, fiber uzunluk/çap oranının artışı da burkulma direncini güçlendirmekte, özellikle uzun ve ince fiberlerin kullanıldığı yapılar daha yüksek burkulma yüklerine ulaşmaktadır. Elastisite modül oranı artışı ise, kirişlerin burkulma yüklerini daha da yükselterek, özellikle rijitliği yüksek fiberlerin yapısal performansa katkısını açıkça ortaya koymaktadır. Bu çalışma, mikro ve nano ölçekli uygulamalarda kullanılacak kompozit nano kirişlerin tasarımı ile ilgili önemli bilgiler sunmakta olup, gelecekteki araştırmalar için de önemli bir temel oluşturmaktadır.
Kısa Fiber Takviyeli Kirişler Kritik Burkulma Yükü Yerel Olmayan Elastisite Teorisi Euler-Bernoulli Kiriş Teorisi Timoshenko Kiriş Teorisi Levinson Kiriş Teorisi
This study analyzed the buckling behavior of short fiber reinforced nanobeams within the framework of nonlocal elasticity theory using Euler-Bernoulli, Timoshenko, and Levinson beam theories. The nonlocal elasticity theory provides a more realistic modeling approach by considering the effects of surface interactions, atomic forces, and the characteristics of microstructures, allowing for an examination of the impact of these factors on the buckling behavior of nanoscale materials. The analyses, conducted under the framework of nonlocal elasticity theory, investigated the effects of essential parameters such as fiber volume fraction, fiber length-to-diameter ratio, elastic modulus ratio, and the nonlocal parameter on critical buckling loads. The results, presented graphically, reveal that an increase in the nonlocal parameter leads to a significant reduction in the critical buckling loads of the beams, indicating a decrease in rigidity. An increase in fiber volume fraction enhances the buckling resistance of the beams, resulting in higher critical buckling loads. Additionally, increasing the fiber length-to-diameter ratio further strengthens the buckling resistance, particularly in beams with long and slender fibers. The increase in the elastic modulus ratio also leads to higher critical buckling loads, particularly highlighting the significant contribution of highly rigid fibers to structural performance. This study provides important insights into the design of composite nano-beams for micro- and nano-scale applications and provides an important basis for future research.
Short Fiber Reinforced Beams Critical Buckling Load Nonlocal Elasticity Theory Euler-Bernoulli Beam Theory Timoshenko Beam Theory Levinson Beam Theory
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | İnşaat Mühendisliği (Diğer) |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 20 Kasım 2024 |
Gönderilme Tarihi | 10 Eylül 2024 |
Kabul Tarihi | 6 Kasım 2024 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 |