Dergiler / Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji / 2021 / Cilt: 9 - Sayı: 2

Fonksiyonel derecelendirilmiş konik kesitli bir mikro kirişin serbest titreşim analizi

Free Vibration Analysis of a Functionally Graded Micro-Beam with Tapered Cross Section

Sayfa
272–282
Yayın Tarihi
2022-10-18
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)

Doğal frekanslar için çözümler, kirişin karakteristik boyutunun malzeme iç uzunluk parametresine oranı olarak ve FDM dağılım fonksiyonu özelliklerine göre elde edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, konik kesitli fonksiyonel derecelendirilmiş (FD) bir mikro kirişin serbest titreşim analizi teorik olarak gerçekleştirilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Kiriş, kalınlık boyunca güç yasasına göre malzeme dağılımına sahiptir.
💡
Sonuç & Katkı:Doğal frekanslar için çözümler, kirişin karakteristik boyutunun malzeme iç uzunluk parametresine oranı olarak ve FDM dağılım fonksiyonu özelliklerine göre elde edilmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme · serbest titreşim analizi · konik kesit alanı

Özet

Bu çalışmada, konik kesitli fonksiyonel derecelendirilmiş (FD) bir mikro kirişin serbest titreşim analizi teorik olarak gerçekleştirilmiştir. Kiriş, kalınlık boyunca güç yasasına göre malzeme dağılımına sahiptir. Yönetim denklemi, genişliği üstel olarak değişen bir enine kesit geometrisine sahip konik kiriş için sıradan bir diferansiyel denkleme indirgenmiştir. Fonksiyonel derecelendirilmiş konik mikro kirişlerin titreşimleri, modifiye edilmiş gerilim çifti teorisine dayalı olarak elastik varyasyon aralığında analitik olarak analiz edilmiştir. Hareket denklemleri ve sınır koşulları Hamilton ilkesinden türetilmiştir. Doğal frekansların analitik sonuçları, konsol üstel FD kiriş için hesaplanmıştır. Doğal frekanslar için çözümler, kirişin karakteristik boyutunun malzeme iç uzunluk parametresine oranı olarak ve FDM dağılım fonksiyonu özelliklerine göre elde edilmiştir.

Abstract

In this study, the free vibration analysis of a functionally graded (FG) micro-beam with tapered cross-section is carried out theoretically. The beam has material distribution according to the power law throughout the thickness. The governing equation is reduced to an ordinary differential equation for the tapered beam with a cross-sectional geometry whose width varies exponentially. Vibrations of functionally graded tapered microbeams were analyzed analytically in the elastic variation range based on the modified stress couple theory. Motion equations and boundary conditions are derived from the Hamilton principle. Analytical results of natural frequencies are calculated for cantilever exponential FG beams. Solutions for natural frequencies were obtained as the ratio of the beam's characteristic size to the material internal length parameter and according to the FGM distribution function characteristics.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

YILDIRIM, B., İPCİ, D. (2022). Fonksiyonel derecelendirilmiş konik kesitli bir mikro kirişin serbest titreşim analizi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Cilt: 9 - Sayı: 2, 272–282. https://ajindex.com/articles/521871

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Shariat, Bashir S., et al. "Functionally graded shape memory alloys: Design, fabrication and experimental evaluation." Materials & Design 124 (2017): 225-237
  2. Bogaerts, Wim, et al. "MORPHIC: Programmable photonic circuits enabled by silicon photonic MEMS." Silicon Photonics XV. Vol. 11285. International Society for Optics and Photonics, 2020
  3. Zarezadeh, Esmail, Vahid Hosseini, and Amin Hadi. "Torsional vibration of functionally graded nano-rod under magnetic field supported by a generalized torsional foundation based on nonlocal elasticity theory." Mechanics Based Design of Structures and Machines 48.4 (2020): 480-495
  4. Granberry, R., Eschen, K., Holschuh, B., & Abel, J. (2019). Functionally Graded Knitted Actuators with NiTi‐Based Shape Memory Alloys for Topographically Self‐Fitting Wearables. Advanced materials technologies, 4(11), 1900548
  5. Behrouz, Saman Jabbari, Omid Rahmani, and S. Amirhossein Hosseini. "On nonlinear forced vibration of nano cantilever-based biosensor via couple stress theory." Mechanical Systems and Signal Processing 128 (2019): 19-36
  6. Azari, R., H. R. Rezaie, and A. Khavandi. "Investigation of functionally graded HA-TiO2 coating on Ti–6Al–4V substrate fabricated by sol-gel method." Ceramics International 45.14 (2019): 17545-17555
  7. Aydogdu M, Taskin V, Free vibration analysis of functionally graded beams with simply supported edges, Material Design, 28, 1651–6, 2007
  8. B.V.Sankar, An elasticity solution for functionally graded beams, Composite Science and Technology, 61, 689–696,2001
  9. Sina, S.A. et.al, An analytical method for free vibration, Materials and Design, 741–747, 2009
  10. Şimşek M., Nonlocal effects in the free longitudinal vibration of axially functionally graded tapered nano-rods, Computational Materials Science, 61 257–265, 2012
  11. Candan S., Elishakoff I., Apparently first closed-form solution for vibrating inhomogeneous beams, International Journal of Solids Structures, 38, 19 3411–41, 2001
  12. Elishakoff I, Becquet R., Closed-form solutions for natural frequency for inhomogeneous beams with one sliding support and the other pinned, Journal of Sound Vibration, 238(3), 529–39, 2000
  13. Huang Y, Li XF., A new approach for free vibration of axially functionally graded beams with non-uniform cross-section, Journal of Sound and Vibration, 329(11), 2291–303, 2010
  14. Murin J., Aminbaghai M., Kutti V., Exact solution of the bending vibration problem of FGM beams with variation of ma