Dergiler / Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi / 2022 / Cilt: 37 - Sayı: 1

Fonksiyonel Derecelenmiş Malzeme ve Değişken Kesitli Silindirik Olmayan Helisel Çubukların Titreşimi

Vibration Analysis of Non-Cylindrical Helical Rods with Functionally Graded Materials and Variable Cross-sectional Area

Sayfa
283–292
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Literatürde bulunan örnek ve ANSYS paket programı kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmalı olarak verilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada fonksiyonel derecelenmiş malzemeli değişken kesite sahip silindirik olmayan helisel çubukların serbest titreşimi incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Malzeme değişim parametresi (βmat), kesit değişim parametresi (βsec) silindirin kenar ve orta kısımlarının yarıçap oranının R2⁄R1 hiperbol ve varil tipi geometriye sahip silindirik olmayan helisel çubukların serbest titreşimine etkisi araştırılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Literatürde bulunan örnek ve ANSYS paket programı kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmalı olarak verilmiştir.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Fonksiyonel derecelenmiş malzeme · Serbest titreşim · Silindirik olmayan helisel çubuk

Özet

Bu çalışmada fonksiyonel derecelenmiş malzemeli değişken kesite sahip silindirik olmayan helisel çubukların serbest titreşimi incelenmiştir. Malzeme ve kesit değişiminin çubuk ekseni boyunca olduğu varsayımı kullanılmıştır. Eksenel ve kayma deformasyonlarını içeren çubuğun serbest titreşimini idare eden diferansiyel denklemler Timoshenko kiriş teorisi kullanılarak elde edilmiştir. Ardından taşıma matrisi ve rijitlik matrisi yöntemleri bir arada kullanılarak diferansiyel denklemler sayısal olarak çözülmüştür. Malzeme değişim parametresi (βmat), kesit değişim parametresi (βsec) silindirin kenar ve orta kısımlarının yarıçap oranının R2⁄R1 hiperbol ve varil tipi geometriye sahip silindirik olmayan helisel çubukların serbest titreşimine etkisi araştırılmıştır. Literatürde bulunan örnek ve ANSYS paket programı kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmalı olarak verilmiştir.

Abstract

In this study, free vibration of non-cylindrical helical rods of variable cross-section with functionallygraded material was investigated. Material and cross-section variation are assumed to be along the rodaxis. The differential equations governing the free vibration of the rod including axial and shear deformations are obtained by using the Timoshenko’s beam theory. Then, the obtained differential equations are solved numerically by using the transfer matrix and stiffness matrix methods simultaneously. The effect of material variation parameter (βmat), cross section variation parameter (βsec), ratio of the edge and middle point radiuses of the cylinder (R2⁄R1) on the free vibration behaviour of hyperboloidal and barrel type non-cylindrical helical rods were investigated. The results obtained from the present study are compared with the example available in the literature and the ANSYS package program.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

CUMA, Y. Ç., ÇALIM, F. F. (2022). Fonksiyonel Derecelenmiş Malzeme ve Değişken Kesitli Silindirik Olmayan Helisel Çubukların Titreşimi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi, Cilt: 37 - Sayı: 1, 283–292. https://ajindex.com/articles/485048

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. Epstein, I., 1947. The Motion of a Conical Coil Spring. J. Appl. Phys., 18(4), 368–374, doi:10.1063/1.1697660
  2. Massoud, M. P., 1965. Vectorial Derivation of the Equations for Small Vibrations of Twisted Curved Beams. J. Appl. Mech., 32(2), 439–440, doi: 10.1115/1.3625823
  3. Mottershead, J.E., 1980. Finite Elements for Dynamical Analysis of Helical Rods. Int. J. Mech. Sci., 22(5) 267–283, doi: 10.1016/0020- 7403(80)90028-4
  4. Nagaya, K., Takeda, S., Nakata, Y., 1986. Free Vibration of Coil Springs of Arbitrary Shape. Int. J. Numer. Methods Eng., 23(6), 1081–1099, doi: 10.1002/nme.1620230607
  5. Yildirim, V., İnce, N., 1997. Natural Frequencies of Helical Springs of Arbitrary Shape. J. Sound Vib., 204(2) 311–329, doi:10.1006/jsvi.1997.0940
  6. Yildirim, V., 1998. A Parametric Study on the Free Vibration of Non-Cylindrical Helical Springs. J. Appl. Mech. Trans. ASME, 65(1), 157–163, doi: 10.1115/1.2789019
  7. Yildirim, V., 2002. Expressıons for Predicting Fundamental Natural Frequencies of Non- Cylindrical Helical Springs. J. Sound Vib., 252(3), 479–491, doi: 10.1006/jsvi.2001.4005
  8. Busool, W., Eisenberger, M., 2002. Free Vibration of Helicoidal Beams of Arbitrary Shape and Variable Cross Section. J. Vib. Acoust. Trans. ASME, 124(3), 397–409, doi:10.1115/1.1468870
  9. Çalım, F.F., 2003. Viskoelastik, Anizotropik Eğri Eksenli Uzaysal Çubuk Sistemlerin Dinamik Analizi. ÇÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Adana, 160
  10. Temel, B., Calim, F.F., 2003. Forced Vibration of Cylindrical Helical Rods Subjected to Impulsive Loads. J. Appl. Mech., 70(2), 281–291, doi: 10.1115/1.1554413
  11. Girgin, K., 2006. Free Vibration Analysis of Non-cylindrical Helices with, Variable Crosssection by Using Mixed FEM. J. Sound Vib., 297(3–5), 931–945, doi: 10.1016/j.jsv.2006.05.001
  12. Calim, F.F., 2009. Dynamic Analysis of Composite Coil Springs of Arbitrary Shape. Compos. Part B Eng., 40(8), 741–757, doi:10.1016/j.compositesb.2009.04.017
  13. Calim, F.F., 2009. Forced Vibration of Helical Rods of Arbitrary Shape. Mech. Res. Commun., 36(8), 882–891, doi: 10.1016/j.mechrescom.2009.07.007
  14. Yu, A.M., Hao, Y., 2012. Improved Riccati Transfer Matrix Method for Free Vibration of Non-cylindrical Helical Springs Including Warping, Shock Vib., 19(6), 1167–1180, doi:10.1155/2012/713874
  15. Yu, A.M., Hao, Y., 2013. Warping Effect in Free Vibration Analysis of Unidirectional Composite Non-cylindrical Helical Springs. Meccanica, 48(10), 2453–2465, doi:10.1007/s11012-013-9