Araştırma Makalesi

Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials

Cilt: 8 Sayı: 3 30 Eylül 2021
PDF İndir
EN TR

Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials

Öz

: 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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [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. [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. [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. [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. [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. [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. [7]- Kayıran, H.F., Boron-Carbide (B4C) Thermal Stress Analysis of a Disc, 2nd International Mediterranean Symposium, 2019, 1(2), 47.
  8. [8]- Öndürücü, A., Kayıran, H.F,. Thermal Stress Analysis of Bimaterial Discs under Temperature Effect, 2nd International Mersin Symposium, 2019, 1 (2), 146.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2021

Gönderilme Tarihi

19 Şubat 2021

Kabul Tarihi

14 Temmuz 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 8 Sayı: 3

Kaynak Göster

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. ECJSE. 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 (01 Eylül 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”, ECJSE, c. 8, sy 3, ss. 1108–1122, Eyl. 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 (01 Eylül 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. ECJSE. 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, c. 8, sy 3, Eylül 2021, ss. 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. ECJSE. 01 Eylül 2021;8(3):1108-22. doi:10.31202/ecjse.883532

Cited By