Araştırma Makalesi

Farklı Fiber Yönlenme Açılarının Tabakalı Kompozit Kirişlerin Doğal Frekansına Etkisinin Yanıt Yüzey Metodu ile İncelenmesi

Sayı: 43 30 Kasım 2022
PDF İndir
TR EN

Farklı Fiber Yönlenme Açılarının Tabakalı Kompozit Kirişlerin Doğal Frekansına Etkisinin Yanıt Yüzey Metodu ile İncelenmesi

Öz

Bu çalışma, farklı fiber yönlenme açılarının karbon elyaf takviyeli epoksi tabakalı kompozitlerin doğal frekans değerlerine ne şekilde etki ettiğinin yanıt yüzey metodu (YYM) ile belirlenmesini amaçlamaktadır. Box-Behnken tasarımına (BBT) göre belirlenen 15 adet tasarım konfigürasyonu ile deney tasarımı gerçekleştirilmiştir. ANSYS sonlu elamanlar analizi paket programında deney tasarım noktalarındaki girdi parametrelerine uygun olarak oluşturulan modellerin modal analizleri gerçekleştirilmiştir. Temel frekans değerleri yanıt vektörü olarak elde edilmiştir. Kuadratik regresyon (KR) modelinin kurulması için girdi parametreleri ve bu parametrelere karşılık gelen yanıt verileri kullanılmıştır. Modelin tahmin kabiliyetinin artırılması ve daha basit bir model kurulması amacıyla, istatistiksel olarak anlamsız olan terimler modelden çıkarılmıştır. Varyans analizi (ANOVA) sonuçlarına göre, literatürle uyumlu bir şekilde, dış tabakalardaki fiber yönlenme açılarının yapının doğal frekansına olan etkisinin, tarafsız eksende bulunan merkez tabakaya kıyasla yaklaşık 2 kat daha fazla olduğu hesaplanmıştır. Rastgele tasarım parametrelerinde modellenen 112 adet sonlu elemanlar modeli modal analize tabi tutulmuştur. Titreşim analizi sonuçları kullanılarak makine öğrenmesi tabanlı “Gauss Process Regression” yöntemi ile yeni bir regresyon modeli kurulmuştur. Önerilen bu matematiksel modelin BBT örneklem parametreleri için KR modeline kıyasla yaklaşık 34 kat daha az hata ile tahmin sağlayabildiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Adali, S., & Verijenko, V. (2001). Optimum stacking sequence design of symmetric hybrid laminates undergoing free vibrations. Composite structures, 54(2-3), 131-138.
  2. Altabey, W. A. (2018). High performance estimations of natural frequency of basalt FRP laminated plates with intermediate elastic support using response surfaces method. Journal of Vibroengineering, 20(2), 1099-1107.
  3. Cherniaev, A., & Komarov, V. (2015). Multistep optimization of composite drive shaft subject to strength, buckling, vibration and manufacturing constraints. Applied Composite Materials, 22(5), 475-487.
  4. Dagli, B. Y., Ergut, A., & Turan, M. E. (2020). İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 11(2), 863-874.
  5. de Assis, F. M., & Gomes, G. F. (2021). Crack identification in laminated composites based on modal responses using metaheuristics, artificial neural networks and response surface method: a comparative study. Archive of Applied Mechanics, 91(10), 4389-4408.
  6. Fallahi, N. (2021). GA optimization of variable angle tow composites in buckling and free vibration analysis through layerwise theory. Aerospace, 8(12), 376.
  7. Ganapathi, M., Kalyani, A., Mondal, B., & Prakash, T. (2009). Free vibration analysis of simply supported composite laminated panels. Composite Structures, 90(1), 100-103.
  8. Garg, A., Chalak, H., Zenkour, A., Belarbi, M.-O., & Sahoo, R. (2022). Bending and free vibration analysis of symmetric and unsymmetric functionally graded CNT reinforced sandwich beams containing softcore. Thin-Walled Structures, 170, 108626.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Kasım 2022

Gönderilme Tarihi

9 Kasım 2022

Kabul Tarihi

20 Kasım 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Sayı: 43

Kaynak Göster

APA
Maraş, S., & Şensoy, A. T. (2022). Farklı Fiber Yönlenme Açılarının Tabakalı Kompozit Kirişlerin Doğal Frekansına Etkisinin Yanıt Yüzey Metodu ile İncelenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 43, 48-54. https://doi.org/10.31590/ejosat.1201793