In this study, the bending stress analysis of
axially layered functionally graded beams subjected to their own weight were
evaluated under clamped-free (C-F) boundary condition. The beams have four
layers and each layer consist of different aluminium (Al)/monotungsten carbide
(WC) systems based on increasing of the 6% WC. The layer positions in the beams
were performed based on Taguchi L16 (4*4) orthogonal array design. The layers
were considered as control factors and each layer has four levels. The analysis
of signal-to-noise (S/N) ratios were used to obtain the optimum layer levels.
Analyses were performed using finite element software ANSYS. In addition,
analysis of variance (ANOVA) was performed to determine the important levels
and percent contributions of the layers on the responses. The numerical results
show that the increasing of the layer levels increases the bending stress and
percent contributions of Layer 1, Layer 2, Layer 3 and Layer 4 on the bending
stress were obtained as 1.12%, 11.83%, 29.54% and 57.48%, respectively.
Functionally graded materials bending stress beam finite element method
Bu çalışmada, ankastre-serbest (C-F)
sınır şartı altında kendi ağırlığına maruz kalmış eksenel fonksiyonel
derecelendirilmiş tabakalı kirişlerin eğilme gerilme analizleri
değerlendirilmiştir. Kirişler dört tabakaya sahip ve her tabaka %6 monotungsten
karbür (WC) artışına bağlı olarak farklı alüminyum (Al)/WC sistemlerinden
oluşmaktadır. Kirişlerdeki tabaka pozisyonları Taguchi L16 (4*4) ortogonal dizi
tasarımına bağlı gerçekleştirilmiştir.
Tabakalar kontrol faktörü olarak düşünüldü ve her tabaka dört seviyeye
sahiptir. Sinyal gürültü oranları analizi optimum tabaka seviyelerini elde
etmek için kullanıldı. Analizler ANSYS sonlu elemanlar programı kullanılarak
gerçekleştirildi. Ayrıca varyans analizi sonuçlar üzerinde tabakaların önem
seviyeleri ve yüzde katkıları karar vermek için gerçekleştirildi. Sayısal sonuçlar
tabaka seviyelerindeki artışın eğilme gerilmesini artırdığını göstermektedir. Eğilme
gerilmesi üzerinde Tabaka 1, Tabaka 2, Tabaka 3 ve Tabaka 4’ün katkıları
sırasıyla %1,12, %11,83, %29,54 ve %57,48 olarak elde edildi.
Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler eğilme gerilmesi kiriş sonlu elemanlar yöntemi
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Makine Mühendisliği |
Bölüm | Makine Mühendisliği |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 31 Ocak 2018 |
Gönderilme Tarihi | 15 Eylül 2017 |
Kabul Tarihi | 20 Kasım 2017 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2018 |