Çapraz tabakalı ve açılı-tabakalı kompozit konsol kirişlerin serbest titreşim analizi

Bu çalışmada çapraz-tabakalı ve açılı-tabakalı kompozit kirişlerin serbest titreşim analizi, sonlu elemanlar yöntemiyle yapılmıştır. Çözüm için ANSYS 8.0 yazılım paketinden yararlanılmıştır. Geliştirilen sonlu elemanlar modeliyle hesaplanan doğal frekanslar, literatürde mevcut ve farklı yöntemlerle elde edilmiş sonuçlarla karşılaştırılarak tamamen uyumlu oldukları gösterilmiş; böylece modelin doğrulaması yapılmıştır. Daha sonra, yaygın olarak karşılaşılan ankastre-serbest sınır şartları (konsol kiriş) için tabaka sayısının, boy/kalınlık oranının ve tabaka açılarının düzlem-dışı eğilme titreşimi doğal frekansına etkileri araştırılmıştır. Simetrik ve anti-simetrik diziliş durumları ayrı ayrı incelenmiştir. Sonuçlar tablo ve grafiklerle gösterilmiştir.

Free vibration analysis of cross-ply and angle-ply laminated composite cantilever beams

In this study, free vibration analysis of cross-ply and angle-ply laminated composite beams is carried out by finite element method. ANSYS 8.0 software package is used for this purpose. The natural frequencies computed by the finite element model developed are compared with those present in the literature and obtained by other methods. The comparison with the reported values is quite good; therefore, the finite element model used in this study is verified. Subsequently, the effects of number of layers, length-to-thickness ratio and layer orientation angle on the natural frequencies of out-of-plane bending vibrations are investigated for the common clamped-free boundary conditions (cantilever beam). Symmetric and anti-symmetric stacking sequences are examined separately. The results are illustrated in tabular and graphical form.

___

  • 1. Singh, M.P. and Abdelnaser, A. S. (1992).Random responce of symmetric cross-ply composite beams with arbitrary boundary conditions, American Inst. Aeronautics Astronautics Journal, 30 (4), 1081-1088.
  • 2.Chandrashekhara, K., Krishnamurthy, K. and Roy, S. (1990). Free vibration of composite beams including rotary inertia and shear deformation, Composite Structures, 14, 269-279.
  • 3.Khdeir, A.A. and Reddy, J. N. (1994). Free vibration of cross-ply laminated beams with arbitrary boundary conditions, Int. Journal Engineering Science, 32, 1971-1980.
  • 4. Yıldırım, V., Sancaktar, E. and Kıral, E. (1999). Free vibration analysis of symmetric cross-ply laminated composite beams with the help of the transfer matrix approach, Commun. Numer. Meth. Engng., 15, 651-660.
  • 5.Matsunaga, H. (2001). Vibration and stability of angle-ply laminated composite plates subjected to in-plane stresses, Int. Journal of Mechanical Sciences, 43 , 1925-1944.
  • 6. Yıldırım, V. and Kıral, E. (2000). Investigation of the rotary inertia and shear deformation effects on the out-of-plane and torsional natural frequencies of laminated beams, Composite Structures, 49, 313-320.
  • 7.Chakraborty, A., Mahapatra, D. R. and Gopalakrishnan S. (2002). Finite element analysis of free vibration and wave propagation in asymmetric composite beams with structural discontinuities, Composite Structures, 55, 23-36.
  • 8. Subramanian, P. (2006). Dynamic analysis of laminated composite beams using higher order theories and finite elements, Composite Structures, 73, 342-353.
  • 9.Khdeir, A.A. and Reddy, J.N. (1997). Free and forced vibration of cross-ply laminated composite shallow arches, International Journal of Solids Structures, 34, 1217-1234.
  • 10. Eisenberger, M., Abramovich H. and Shulepov, O. (1995). Dynamic stiffness anakysis of laminated beams using first order shear deformation theory, Composite Structures, 31, 265-271.
  • 11.Yıldırım, V. (2001). Common effects of the rotary inertia and shear of-plane natural frequencies of composite circular bars, Composites: Part B, 32, 687-695.
Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-2708
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Yayıncı: FIRAT ÜNİVERSİTESİ