STATIC BENDİNG AND FREE VIBRATION ANALYSIS OF FUNCTIONALLY GRADED POROUS SANDWICH BEAM

Year 2024, Volume: 25 Issue: 2, 77 - 90, 30.12.2024

Caner Solar , Vedat Taşkın

https://doi.org/10.59314/tujes.1497411

Abstract

In this study, the static bending and vibration analysis of a simply supported
functionally graded porous sandwich beam was performed. The surfaces of the
sandwich beam are made of functionally graded porous material, while the core is made
of homogeneous material. Two different types of porous materials were used in the
study. The types of porous materials are homogeneous and symmetric. It is assumed
that the material properties of the functionally graded porous core and surface layers
vary through the thickness according to a power-law distribution. The equations of
motion of the beam were derived using Hamilton's Principle. Two different types of
mixture rules were applied for the porous sandwich beam. A closed-form solution was
obtained using the Navier method. Numerical results are obtained by varying the
porosity coefficient, the ratio of thickness to length, the thickness ratios of the core and
surface layers, and the power law index.

Keywords

Functionally graded, sandwich, porous beam, vibration

FONKSİYONEL DERECELENDİRİLMİŞ GÖZENEKLİ SANDVİÇ KİRİŞİN STATİK EĞİLME VE SERBEST TİTREŞİM ANALİZİ

Abstract

Bu çalışmada, basit destekli fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli sandviç kirişin
statik eğilme ve titreşim analizi gerçekleştirilmiştir. Sandviç kirişin yüzeyleri,
fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli malzemeden, özü ise homojen bir
malzemeden yapılmıştır. Çalışmada iki farklı gözenekli malzeme türü kullanılmıştır.
Gözenekli malzeme türleri homojen ve simetrik özelliktedir. Fonksiyonel
derecelendirilmiş gözenekli öz ve yüzey tabakalarının malzeme özelliklerinin, kuvvet
kanunu dağılımına bağlı olarak kalınlık boyunca değiştiği varsayılmıştır. Kirişin
hareket denklemleri, Hamilton Prensibi kullanılarak türetilmiştir. Gözenekli sandviç
kiriş için iki farklı tipte karışım kuralı uygulanmıştır. Navier yöntemi kullanılarak
kapalı form çözümü elde edilmiştir. Gözeneklilik katsayısı, kalınlığın uzunluğa oranı,
öz ve yüzey tabakalarının kalınlık oranları, hacimsel değişim üsteli değiştirilerek
sayısal sonuçlar elde edilmiştir.

Keywords

fonksiyonel derecelendirilmiş, sandviç, gözenekli kiriş, titreşim

References

• Adhikari, B., Dash, P., & Singh, B. N. (2020). Buckling analysis of porous FGM sandwich plates under various types of nonuniform edge compression based on higher order shear deformation theory. Composite Structures, 251,112597. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112597
• Adiyaman, G. (2022). Free vibration analysis of a porous functionally graded beam using higher-order shear deformation theory. Journal of Structural Engineering & Applied Mechanics,5. https://doi.org/10.31462/jseam.2022.04277288
• Al-Itbı, S. K. A. (2023). Fonksiyonel Derecelendirilmiş Gözenekli Sandviç Kirişlerin Statik ve Serbest Titreşim Analizi [Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Gelişim Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul].
• Altınöz, M. (2016). Fonksiyonel Derecelendirilmiş Timoshneko Kirişinin Çeşitli Sınır Şartlarında Dinamik Analizi [Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul].
• Alwan, H. H. S. A. (2017). Farklı Mühendislik Teorileri ile Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişin Serbest Titreşim Analizi [Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta].
• Amir, M., Lim, J., Kim, S.-W., & Lee, S.-Y. (2023). Finite element analysis of natural frequencies of the FGM porous cooling plate with cutouts: A multilayered FGM approach. Results in Engineering,20,101532. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101532