Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi

Muhittin Turan; Mahmut İlter Hacıoğlu; Erkan Balci

doi:10.31466/kfbd.1451491

EN TR

Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi

Öz

Bu çalışmada, gözenekliliğin fonksiyonel derecelendirilmiş kirişlerin serbest titreşimleri üzerindeki etkisi, ANSYS APDL paket programı kullanılarak detaylı bir şekilde incelenmiştir. Malzeme özellikleri bir fonksiyona bağlı olarak değişen fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerle (FDM) yapılan kirişlerin üretimi sırasında yapısında oluşan gözeneklerin kirişin davranışına etkisi literatürde önemli bir konudur. Bu tip problemlerin analitik ve sayısal olarak çözümü uzun ve zahmetli olduğu için ANSYS APDL paket programının kullanılması zamandan ve harcanan emekten tasarruf etmemizi sağlayacaktır. Bir kuvvet kuralıyla kirişin malzemelerinin hacimdeki değişimi tanımlanmıştır. Çeşitli sınır koşulları, kuvvet kuralı indeksi, narinlik, gözeneklilik katsayısı ve gözeneklilik dağılımları (FDM-1, FDM-2) gibi parametrelere bağlı olarak gözenekli FDM kirişlerin boyutsuz doğal frekansları elde edilmiş ve literatürle kıyaslanmıştır.

Anahtar Kelimeler

ANSYS APDL, Serbest titreşim, Fonksiyonel derecelendirilmiş kiriş, Gözeneklilik

Proje Numarası

1919B012217533

Kaynakça

Akbaş Ş.D. (2018). Forced vibration analysis of functionally graded porous deep beams. Compos Struct., 186, 293–302. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.12.013
Al Rjoub Y.S, and Hamad A.G. (2017). Free vibration of functionally Euler-Bernoulli and Timoshenko graded porous beams using the transfer matrix method. KSCE J Civ Eng., 21, 792–806. https://doi.org/10.1007/s12205-016-0149-6.
Al-Itbi, S.K.A., and Noori, A.R. (2022). Influence of porosity on the free vibration response of sandwich functionally graded porous beams. Journal of Sustainable Construction Materials and Technologies, 7(4), 291-301. doi:10.47481/jscmt.1165940
Al-Itbi, S.K.A., and Noori, A.R. (2023). Finite element analysis for the static response of functionally graded porous sandwich beams. International Journal of Engineering Technologies-IJET, 8(1), 13-20. doi:10.19072/ijet.1161612
Alnujaie A, Akbas S.D, Eltaher M.A, and Assie A.E. (2021). Damped forced vibration analysis of layered functionally graded thick beams with porosity. Smart Structures and Systems, 27(4), 679–689. https://doi.org/10.12989/sss.2021.27.4.669
ANSYS. Swanson Analysis Systems Inc., Houston, PA, USA, 2023.
Chen D, Yang J, and Kitipornchai S. (2015). Elastic buckling and static bending of shear deformable functionally graded porous beam. Compos Struct., 133, 54–61. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.07.052.
Chopan, A. ve Noori, A.R. (2023). Fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli sandviç kirişlerin zorlanmış titreşim analizi. Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences, 26(4), 909-921.
Civalek, Ö., Uzun, B., and Yaylı, M.Ö. (2024). On the stability analysis of a restrained FG nanobeam in an elastic matrix with neutral axis effects. Zeitschrift für Naturforschung A, Published online. https://doi.org/10.1515/zna-2023-0361
Ebrahimi F, Ghasemi F, and Salari E. (2016). Investigating thermal effects on vibration behavior of temperature-dependent compositionally graded Euler beams with porosities. Meccanica, 51, 223–49. https://doi.org/10.1007/s11012-015-0208-y.

Fouda N, El-midany T, and Sadoun A.M. (2017). Bending, buckling and vibration of a functionally graded porous beam using finite elements. Journal of Applied and Computational Mechanics, 3(4), 274–282. https://doi.org/10.22055/jacm.2017.21924.1121
Gao K, Li R, and Yang J. (2019). Dynamic characteristics of functionally graded porous beams with interval material properties. Eng Struct., 197, 109441. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109441.
Hadji L, Zouatnia N, and Bernard F. (2019). An analytical solution for bending and free vibration responses of functionally graded beams with porosities: Effect of the micromechanical models. Struct Eng Mech., 69, 231–41. https://doi.org/10.12989/sem.2019.69.2.231.
Hamed M.A, Sadoun A.M, and Eltaher M.A. (2019). Effects of porosity models on static behavior of size dependent functionally graded beam. Structural Engineering and Mechanics, 71(1);89–98. https://doi.org/10.12989/sem.2019.71.1.089
Jena S.K, Chakraverty S, and Malikan M. (2021). Application of shifted Chebyshev polynomial-based Rayleigh–Ritz method and Navier’s technique for vibration analysis of a functionally graded porous beam embedded in Kerr foundation. Eng Comput., 37, 3569–89. https://doi.org/10.1007/s00366-020-01018-7.
Kitipornchai S, Chen D, and Yang J. (2017). Free vibration and elastic buckling of functionally graded porous beams reinforced by graphene platelets. Mater Des., 116, 656–65. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.12.061.
Nguyen N.D, Nguyen T.N, Nguyen T.K, and Vo T.P. (2022). A new two-variable shear deformation theory for bending, free vibration and buckling analysis of functionally graded porous beams. Compos Struct., 282. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.115095
Noori, A.R., Aslan, T.A., and Temel, B. (2021). Dynamic analysis of functionally graded porous beams using complementary functions method in the Laplace domain. Composite Structures, 256, 113094. doi:10.1016/j.compstruct.2020.113094
Şimşek, M. (2010). Fundamental frequency analysis of functionally graded beams by using different higher-order beam theories. Nuclear Engineering and Design, 240(4), 697–705. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2009.12.013
Taşkın V, ve Demirhan P.A. (2020). Fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli kirişlerin serbest titreşim analizi. Eskişehir Tek Üniversitesi Bilim ve Teknol Derg B - Teor Bilim, 8, 49–61. https://doi.org/10.20290/estubtdb.538586.
Turan M, and Kahya V. (2021). Free vibration and buckling analysis of functionally graded sandwich beams by Navier’s method. J Fac Eng Archit Gazi Univ., 36, 743–57. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.599928
Turan, M. (2022). Fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli kirişlerin sonlu elemanlar yöntemiyle statik analizi, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 10 (4), 1362-1374. https://doi.org/10.21923/jesd.1134356
Turan, M. ve Hacıoğlu, M.I. (2023). Yüksek mertebe sonlu eleman modeliyle fonksiyonel derecelendirilmiş kirişlerin serbest titreşim ve statik analizi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 13(2), 414-431. doi: 10.17714/gumusfenbil.1185301
Turan, M. ve Kahya, V. (2018). Fonksiyonel derecelendirilmiş kirişlerin serbest titreşim analizi. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 8 (2), 119-130. https://doi.org/10.31466/kfbd.453833
Turan, M., (2018). Tabakalı kirişlerin statik, serbest titreşim ve burkulma analizleri için bir sonlu eleman modeli. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
Turan, M., and Adıyaman, G. (2023). A New Higher-Order Finite Element for Static Analysis of Two-Directional Functionally Graded Porous Beams. Arabian Journal for Science and Engineering, 48, 13303-13321. https://doi.org/10.1007/s13369-023-07742-8
Turan, M., and Adıyaman, G. (2024). Free vibration and buckling analysis of porous two-directional functionally graded beams using a higher-order finite element model. Journal of Vibration Engineering & Technologies, 12, 1133-1152. https://doi.org/10.1007/s42417-023-00898-5
Turan, M., Yaylacı E.U., and Yaylacı M. (2023). Free vibration and buckling of functionally graded porous beams using analytical, finite element, and artificial neural network methods. Archive of Applied Mechanics, 93, 1351-1372. https://doi.org/10.1007/s00419-022-02332-w
Uzun, B., and Yaylı, M.Ö. (2024a). Porosity effects on the dynamic response of arbitrary restrained FG nanobeam based on the MCST. Zeitschrift für Naturforschung A, 79(2), 183-197. https://doi.org/10.1515/zna-2023-0261
Uzun, B., and Yaylı, M.Ö. (2024b). Rotary inertia effect on dynamic analysis of embedded FG porous nanobeams under deformable boundary conditions with the effect of neutral axis. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 46, 111. https://doi.org/10.1007/s40430-023-04605-z
Uzun, B., Kafkas, U., Deliktaş, B., and Yaylı, M.Ö. (2023). Size-dependent vibration of porous bishop nanorod with arbitrary boundary conditions and nonlocal elasticity effects. Journal of Vibration Engineering & Technologies, 11(3), 809-826. doi:10.1007/s42417-022-00610-z
Vo, T. P., Thai, H. T., Nguyen, T. K., Inam, F., and Lee, J. (2015). A quasi-3D theory for vibration and buckling of functionally graded sandwich beams. Composite Structures, 119, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2014.08.006
Wattanasakulpong N, and Chaikittiratana A. (2015). Flexural vibration of imperfect functionally graded beams based on Timoshenko beam theory: Chebyshev collocation method. Meccanica, 50, 1331–42. https://doi.org/10.1007/s11012-014-0094-8.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Malzeme Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Muhittin Turan ^*
0000-0002-5703-0580
Türkiye

Mahmut İlter Hacıoğlu
0000-0002-6666-7380
Türkiye

Erkan Balci
0009-0006-3871-8036
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

15 Eylül 2024

Gönderilme Tarihi

12 Mart 2024

Kabul Tarihi

25 Temmuz 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 14 Sayı: 3

DOI

https://doi.org/10.31466/kfbd.1451491

IZ

https://izlik.org/JA96NX27MS

APA

Turan, M., Hacıoğlu, M. İ., & Balci, E. (2024). Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 14(3), 1275-1289. https://doi.org/10.31466/kfbd.1451491

AMA

1.Turan M, Hacıoğlu Mİ, Balci E. Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi. KFBD. 2024;14(3):1275-1289. doi:10.31466/kfbd.1451491

Chicago

Turan, Muhittin, Mahmut İlter Hacıoğlu, ve Erkan Balci. 2024. “Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 14 (3): 1275-89. https://doi.org/10.31466/kfbd.1451491.

EndNote

Turan M, Hacıoğlu Mİ, Balci E (01 Eylül 2024) Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 14 3 1275–1289.

IEEE

[1]M. Turan, M. İ. Hacıoğlu, ve E. Balci, “Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi”, KFBD, c. 14, sy 3, ss. 1275–1289, Eyl. 2024, doi: 10.31466/kfbd.1451491.

ISNAD

Turan, Muhittin - Hacıoğlu, Mahmut İlter - Balci, Erkan. “Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 14/3 (01 Eylül 2024): 1275-1289. https://doi.org/10.31466/kfbd.1451491.

JAMA

1.Turan M, Hacıoğlu Mİ, Balci E. Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi. KFBD. 2024;14:1275–1289.

MLA

Turan, Muhittin, vd. “Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, c. 14, sy 3, Eylül 2024, ss. 1275-89, doi:10.31466/kfbd.1451491.

Vancouver

1.Muhittin Turan, Mahmut İlter Hacıoğlu, Erkan Balci. Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi. KFBD. 01 Eylül 2024;14(3):1275-89. doi:10.31466/kfbd.1451491

Karadeniz Fen Bilimleri Dergisinde yayınlanan makaleler Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International kapsamında lisanslanmıştır.

Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi

The Effect of Porosity on the Free Vibrations of Functionally Graded Beams

Öz

Anahtar Kelimeler

Gözenekliliğin Fonksiyonel Derecelendirilmiş Kirişlerin Serbest Titreşimleri Üzerinde Etkisi

Öz

Anahtar Kelimeler

Proje Numarası

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster