İki boyutlu işlevsel kademelendirilmiş bir plağın serbest titreşim analizi
Vibration analysis of two-directional functionally graded plates
Yazar: OZAN ÖZARSLAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KEMAL APALAK
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Düzlem elastisite problemleri = Plane elasticity problems ; Serbest titreşim analizi = Free vibration analysis

Özet:
Doğada keskin geçişler çoğu zaman olumsuz sonuçlara sebep olmaktadır. Bu olumsuzlukları gidermek adına mümkün olan durumlarda kademeli geçişler yapılır. Gelişen teknolojiyle beraber homojen olmayan iki veya daha fazla malzemenin bir arada kullanılması birçok fayda sağlamış ve birçok alanda kompozit malzemelerin kullanımı geniş yer bulmuştur. Kimi bölgelerde ise karşılıklı iki yüzü farklı şartlara maruz kalabilecek malzemenin kullanımı söz konusu olmuştur. Örneğin, çok yüksek sıcaklıklara maruz kalan yanma odasının dış yüzeyinin korozyona veya dışarıdan gelen darbelere karşı dayanımlı olması gerekebilir. Böyle durumlarda genellikle bir yüzeyinde metal bir yüzeyinde seramik olan kabuk malzemeler kullanılmıştır. Ancak iki yüzeyi farklı tip malzemelerden oluşan bu kabukların özellikle birleşim bölgelerinde, metal ve seramiğin farklı ısıl genleşme katsayılarına sahip olmalarından dolayı ayrılmalar ortaya çıkmıştır. İşlevsel Kademelendirilmiş Malzemelerde (İKM), kademeli değişen yapısıyla iki farklı ısıl genleşmeye sahip olan malzemeler arasında ani geçiş olmamasından dolayı ayrılma sorunları ile karşılaşılmamaktadır.
Yüksek sıcaklığın ve yüklemenin olduğu bölgelerde İKM?nin kullanımı ön plana çıkmaktadır. Genel olarak kullanımı yaygın olan tek boyutlu İKM?lerdir. Ancak gelişen teknoloji ile iki, bazen üç boyutlu İKM?lere de ihtiyaç duyulmaktadır. Bu kapsamda iki boyutlu İKM?lerin farklı koşullarda titreşim özelliklerini incelemek adına yapılan bu çalışmada üç boyutlu elastisite teorisi kullanılarak malzeme içeriği iki yönde değişen iki boyutlu İKM bir plağın değişen sınır koşulları altında, farklı malzeme dağılım oranlarında ve boyutlarda titreşim davranışı incelenmiştir.

Abstract:
The sharp transition in nature usually causes unfavourable consequences. The gradual transition is likely carried out so as to remove these unenviable results. With improving technology,  using two or more materials, which are not homogeneous structures, simultaneously provide great advantages and thanks to those improvements, the composite materials are able to be used in wide areas. In addition, it is possible to use materials which are exposed in harsh and different conditions with two interfaces in some regions. For instance, the outer surface of combustion chamber exposed to extreme hot environmental conditions should resist by itself for corrosion and strikes. In these conditions, the materials which have metal and ceramic on opposed sides are generally used. However, the materials which are made of two different materials on opposite sides cause some splits particularly in the transition region due to the different thermal expansions of metal and ceramic. In Functionally Graded Materials (FGM), the split problem does not occur because of the fact that materials which have two different thermal expansions with varying fractional structures do not encounter the gradual transition. Besides, using of FGM is preferred at high thermal and mechanical loads areas. Although the one-dimensional FGMs are used in wider than the two and three-dimensional FGMs, the two or three-dimensional FGMs are obviously needed with the improving technology. In this scope, the vibration characteristic of two-dimensional FGM plates which have different boundary conditions, material distribution and dimensions are investigated by using the three-dimensional elasticity theory.