Numerical analysis of bidirectional functionally graded graphene nanoplatelet reinforced composite beams under mechanical and thermal loads
Çift yönlü fonksiyonel derecelendirilmiş grafen nanotabaka takviyeli kompozit kirişlerin mekanik ve termal yükler altında sayısal analizi
- Tez No: 904054
- Danışmanlar: Assoc. Prof. REZA AGHAZADEH
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Havacılık ve Uzay Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, çift yönlü fonksiyonel derecelendirilmiş Grafen Takviyeli Kompozit (BiFG-GPLRC) kirişin mekanik ve termal analizleri yapılmıştır. Grafen nanotabakalarin kiriş uzunluğu boyunca dağılımı düzgün bir şekilde değişirken, kalınlık yönü için çeşitli dağılım modelleri kullanılmıştır. Hamilton's prensibi uygulanarak, yönetici denklemler türetilmiştir ve malzeme özellikleri Halpin-Tsai modeli ve karışım kuralı kullanılarak hesaplanmıştır. Hacim fraksiyonunu belirlemek için kirişin her bir tarafına grafen nanotabakanın farklı ağırlık fraksiyonları atanmıştır. Kiriş, kalınlık ve eksenel yönlerde sırasıyla NT ve NL sayıda bölüme bölünmüştür. Titreşim, burkulma ve bükülme analizleri, gradyan parametresi k ile eksenel dağılım için bir üstel kanunu fonksiyonu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. k'nın değiştirilmesi kiriş rijitliğinde ilgili bir değişikliğe yol açmaktadır. Ayrıca kalınlık yönündeki dağılım desenleri de mekanik performans üzerinde önemli etkiye sahiptir. Parametrik çalışmalar, kiriş davranışını değerlendirmek için değişen hacim fraksiyonlarını, gradyan parametrelerini ve sınır koşullarını içermektedir. Daha sonra, genleşmeyi ve ısı akışını gözlemlemek için farklı kiriş bölümlerine ısı uygulanarak farklı sınır koşulları altında termal analiz gerçekleştirilmiştir. Daha düşük grafen konsantrasyonlarına sahip bölümler, daha yüksek konsantrasyonlara sahip olanlara göre daha fazla genişleme sergilemiştir. Termal ortamın titreşim ve burkulma üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Sonuçlar, kirişin bir termal ortama yerleştirildiğinde doğal frekans ve kritik burkulma yükünün azaldığını göstermektedir. Sonuçlar, artan GPL konsantrasyonuyla kirişin performansının iyileştiğini ortaya koymaktadır. Bu çalışmada, ortam koşulları ve termal yükler altındaki mekanik performanslar arasındaki karşılaştırmalar da verilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study conducts mechanical and thermal analyses of bidirectional functionally graded graphene nanoplatelet reinforced composite (BiFG-GPLRC) beam. The distribution of graphene nanoplatelets along the length of the beam is smoothly varying, while various distribution patterns are employed for the thickness direction. Using Hamilton's principle, the governing equations are formulated, and material properties are determined via the Halpin-Tsai model and the rule of mixtures. Different weight fractions of graphene nanoplatelets are assigned to each side of the beam to determine the volume fractions. The beam is divided into NT segments in the thickness direction and NL segments in the axial direction. Vibration, buckling, and bending analyses are conducted, utilizing a power law function for axial distribution with the gradient parameter k. Changing k leads to a corresponding change in the beam stiffness. Further, distribution patterns in thickness direction have also considerable effect on the mechanical performance. Parametric studies involve altering volume fractions, gradient parameters, and boundary conditions to evaluate the beam's behavior. Subsequently, thermal analysis is conducted under different boundary conditions by applying heat to different sections of beam to observe expansion and heat flow. Sections with lower graphene nanoplatelet concentrations exhibited greater expansion than those with higher concentrations. The influence of the thermal environment on vibration and buckling is examined. Results indicate a reduction in natural frequency and critical buckling load when the beam is exposed to a thermal environment. The results reveal improved beam performance with increased GPL concentration. In the thesis, a comparison between mechanical performances under ambient conditions and thermal loads is also provided.
Benzer Tezler
- Devrelerin büyük işaret cevaplarının bilgisayar yardımıyla bulunması
Başlık çevirisi yok
NÜKHET GÜNEYİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Barajların hacim-verim ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KILIÇARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEFARUK HAKTANIR