Journals / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2017 / Cilt: 23 - Sayı: 6

Vibration analysis of graphene sheets using membrane model

Membran model kullanılarak grafen tabakaların titreşim hesabı

Pages
652–658
Publication Date
2017-12-15
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Results are given in graphics and tables.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this present study vibration analysis of graphene sheets have been carried out by modeling as membrane model.
📊
Key Findings & Data:Membranes are thin plates without the stiffness against bending and buckling.
💡
Conclusion & Impact:Results are given in graphics and tables.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Membran · Grafen · Titreşim

Abstract

In this present study vibration analysis of graphene sheets have been carried out by modeling as membrane model. Membranes are thin plates without the stiffness against bending and buckling. They carry lateral forces with axial and central shear forces. This specification, its extreme thinness and negligible moment capacity of membranes can be likened to the tense cable network. Graphene sheets are modeled in square and rectangular geometry. The resulting equation have been solved both analytically and the method of discrete singular convolution. The firstly obtained membrane results have been compared with results obtained by plate models in the literature. Results are given in graphics and tables.

Özet

Bu çalışmada grafen tabakaların membran gibi modellenerek serbest titreşim analizleri yapılmıştır. Membranlar eğilmeye ya da burkulmaya karşı rijitliği olmayan ince plaklardır. Yanal güçleri eksenel ve merkezi kesme kuvvetleri ile taşırlar. Böyle yük taşımaları, aşırı incelikleri ve moment taşıma kapasitelerinin ihmal edilebilir olmasından dolayı gergin kablo ağlarına benzetilebilirler. Grafen tabakalar dikdörtgen ve kare geometriye sahip olmak üzere değişik boyutlarda modellenmiştir. Elde edilen denklemin çözümünde hem ayrık tekil konvolüsyon yöntemi ve hem de analitik yöntem kullanılmıştır. Literatürde bulunan plak modeli ile ilk defa yapılan membran modelinin sonuçları karşılaştırılmıştır. Bulunan değerler grafik ve tablo halinde sunulmuştur.

🔖

Cite This Article

DEMİR, Ç., MERCAN, K., ERSOY, H., CİVALEK, Ö. (2017). Vibration analysis of graphene sheets using membrane model. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 23 - Sayı: 6, 652–658. https://ajindex.com/articles/42463

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (15)

  1. Güneşoğlu C. “Nanoteknoloji ve tekstil sektöründeki uygulamalari”. Mühendis ve Makina, 50(591), 25-34, 2009. Kutucu B. Nanoteknoloji ve Çift Duvarlı Karbon Nanotüplerin Incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2010. Erkoç Ş. Nanobilim ve Nanoteknoloji. Üçüncü Baskı,
  2. Ankara,
  3. Türkiye, ODTÜ Yayıncılık, 2008. Moğulkoç A. Grafende Kütlesiz Dirac Fermiyonları Gazı. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2008.
  4. Wikipedia. “Graphene”. https://en.wikipedia.org/wiki/Graphene (20.12.2015).
  5. Geim AK, Novoselov KS. “The rise of graphene”. Nature Materials, 6(3), 183-191, 2007. Novoselov KSA, et al. "Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene". Nature, 438(7065), 197-200, 2005.
  6. Portugal R, Golebiowski L, Frenkel D. “Oscillation of membranes using computer algebra”. American Journal of Physics, 67(6), 534-537, 1999.
  7. Young AF, Kim P. "Quantum interference and Klein tunnelling in graphene heterojunctions". Nature Physics, 5, 222-226, 2009.
  8. Zhang Y, Tan YW, Stormer HL, Kim P. "Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry’s phase in graphene". Nature, 438, 201-204, 2005. Rao SS. Vibration of Continuous Systems. 1st ed. Hokoben, New Jersey, USA, John Wiley & Sons, 2007.
  9. Leissa AW, Qatu MS. Vibration of Continuous Systems. 1st ed. New York, McGraw-Hill Education, 2011.
  10. Akgöz B, Civalek O. “Frequency response of skew and trapezoidal shaped mono-layer graphene sheets via discrete singular convolution”. Scientia Iranica, Transaction F- Nanotechnology, 21(3), 1197-1207, 2014.
  11. Demir Ç, Civalek O. “Tek Katmanlı Grafen Tabakaların Eğilme Ve Titreşimi”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 4(3), 173-183, 2016.
  12. Akgöz B, Civalek O. “Shear deformation beam models for functionally graded microbeams with new shear correction factors”. Composite Structures, 112, 214-225, 2014.
  13. Akgöz B, Civalek O. “Thermo-mechanical buckling behavior of functionally graded microbeams embedded in elastic medium”. International Journal of Engineering Science, 85, 90-104, 2014.
  14. Aksencer T, Aydogdu M. “Levy type solution method for vibration and buckling of nanoplates using nonlocal elasticity theory”. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 43(4), 954-959, 2011.
  15. Civalek O, Demir Ç. “Buckling and bending analyses of cantilever carbon nanotubes using the euler-bernoulli beam theory based on non-local continuum model”. Asian Journal of Civil Engineering (Bui