Değişken rijitlikli kompozit lamine kirişlerin burulmasi
Muhsin Gökhan GünayAkdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği BölümüBu çalışmada değişken rijitlikli katmanlarından oluşan lamine kirişlerin burulma davranışını modellemek için bir kiriş teorisi önerilmiştir. Yer değiştirme alanı, orta yüzey yer değiştirmelerinin enine yönde Taylor serisi ile açılması ve birinci derece terimlerin korunması ile elde edilmiştir. Kirişlerin rijitliği katmanlarda eğrisel elyaflar kullanılarak değişken hale getirilmiştir. Değişken rijitlikli tabakalar elyaf hatlarına göre simetrik, anti-simetrik ve asimetrik olarak üç tipe ayrılmıştır. Analitik modeli çözmek ve kirişlerin yük altında burulmasını tahmin etmek için yer değiştirme tabanlı bir sonlu eleman yöntemi kullanılmıştır. Simetrik, anti-simetrik ve asimetrik değişken rijitlikli katmanlar ile oluşturulan kirişler, çalışmada önemi vurgulanan eksenel yer değiştirme terimlerini dikkate alarak ve ihmal ederek çeşitli katman dizilimleri için incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, sonlu elemanlar analiz yazılımının sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Geliştirilen modelin değişken rijitlikli katmanlara sahip kirişler için düzgün çalıştığı ve hesaplamalarda eksenel yer değiştirme terimlerinin modele dahil edilmesinin, modelin performansını artırdığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Değişken Rijitlik, Eğrisel Elyaf, Burulma, Lamine Kiriş, Sonlu Elemanlar Yöntemi.Torsion of variable stiffness composite laminated beams
Muhsin Gökhan GünayAkdeniz University Engineering Faculty Mechanical Engineering DepartmentA shear-deformable beam theory is proposed to model the torsional behavior of laminated beams composed of variable stiffness layers. The displacement field is derived by expanding mid-surface displacements in Taylor series in width coordinate and by retaining first-order terms. Stiffness of the beam is made variable by using curvilinear fibers in layers. Variable stiffness layers are categorized into three types as symmetric, antisymmetric and asymmetric based on their fiber paths. A displacement-based finite element method is used to solve the analytical model and to predict rotations of the beam under torsional load. Beams constructed with symmetric, antisymmetric and asymmetric variable stiffness layers are investigated for several lay-ups by both including and neglecting axial displacement terms. Acquired results are compared with the results of a finite element analysis software. It is observed that the developed model is working properly for beams with variable stiffness layers and including axial displacement terms in calculations improved the model`s performance.
Keywords: Variable Stiffness, Curvilinear Fibers, Torsion, Laminated Beams, Finite Element Method.Sorumlu Yazar: Muhsin Gökhan Günay, Türkiye
Makale Dili: İngilizce