Yerel olmayan elastisite teorisi kullanılarak elastik ortam içerisindeki nano çubuğun eksenel titreşiminin incelenmesi

Bu çalışmada, yerel olmayan elastisite teorisi kullanılarak elastik ortamda bir nano çubuğun eksenel titreşimi ele alınmıştır. Probleme ait hareket denklemleri denge şartları vasıtasıyla elde edilmiş ve analitik olarak çözülmüştür. İki ucu ankastre ve bir ucu ankastre bir ucu serbest nano çubuğun serbest titreşim frekanslarını veren ifadeler yerel olmayan parametre ve elastik ortam parametrelerine bağlı olarak bulunmuştur. Ankastre-ankastre ve ankastre-serbest sınır koşulları için, titreşim frekansları ile elastik ortam parametresi ve yerel olmayan parametrenin ilişkileri incelenerek sonuçlar grafikler üzerinde gösterilmiştir. Sayısal sonuçlar için karbon nano çubuğa ait fiziksel ve malzeme özellikleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlarla serbest titreşim frekanslarının boyuta önemli ölçüde bağlı olduğu ve boyut etkisinin yüksek modlarda daha etkili olduğu görülmüştür. Yerel teori ile elde edilen frekans değerleri, yerel olmayan elastisite teorisi kullanılarak elde edilenlerden çok farklıdır.

Investigation of axial vibration of nanorod in elastic media using nonlocal elasticity theory

In this study, axial vibration of a nano rod in an elastic media is discussed using the non-local elasticity theory. Equations of motion of the problem are obtained by means of equilibrium conditions and solved analytically. The expressions giving the free vibration frequencies of the fixed-fixed nanorod and fixed-free nanorod were found depending on the non-local parameter and the elastic medium parameters. For fixed-fixed and fixed-free boundary conditions, the relationships between vibration frequencies and elastic medium parameter and nonlocal parameter are examined and the results are shown on graphs. Physical and material properties of the carbon nanotube were used for numerical results. With the results, it was seen that free vibration frequencies are remarkably be subject to size and the size effect is more effective in high modes. The frequency values which obtained using the classical elasticity theory are very distinct than obtained using the non-local elasticity theory.

___

  • Aifantis, E.C. (1999). Strain gradient interpretation of size effects, International Journal of Fructure, 95, 1-4. https://doi.org/10.1007/978-94-011-4659-3_16.
  • Arash, B., & Ansari, R. (2010). Evolution of nonlocal parameter in the vibrations of single-walled carbon nanotubes with initial strain. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 42, 2058-2064. https://doi.org/10.1016/j.physe.2010.03.028
  • Ansari, R., & Sahmani, S. (2011). Bending behavior and buckling of nano beams including surface stress effects corresponding to different beam theories. International Journal of Engineering Science, 49, 1244-1255. https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2011.01.007
  • Ansari, R., & Wang, Q. (2012). A review on the application of nonlocal elastic models in modelling of carbon nanotubes and graphenes. Computational Materials Science, 51, 303-313. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2011.07.040
  • Aydogdu, M. (2009a). Axial vibration of the nanorods with the nonlocal cotinuum rod model. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 41(5), 861-864. https://doi.org/10.1016/j.physe.2009.01.007
  • Aydogdu, M. (2009b). A general nonlocal beam theory: Its application to nanobeam bending, buckling and vibrition. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 41(9), 1651-1655. https://doi.org/10.1016/j.physe.2009.05.014
  • Aydogdu, M. (2012). Axial vibration analysis of nanorods (carbon nanotubes) embedded in an elastic medium using nonlocal elasticity, Mechanical Reseach and Communication, 43, 34-40. https://doi.org/10.1016/j.mechrescom.2012.02.001
  • Ece, M.C., & Aydogdu, M. (2007). Nonlocal elasticity effect on vibration of in-plane loaded double-walled carbon nano-tubes. Acta Mechanica, 190, 185-195. https://doi.org/10.1007/s00707-006-0417-5
  • Eringen, A.C. (1967). Theory of micropolar plates. Zeitschrift fur Angewandte Mathematik und Physik 18, 12-30.
  • Eringen, A.C. (1972). Nonlocal polar elastic continua. International Journal of Engineering Science, 10, 1-16. https://doi.org/10.1016/0020-7225(72)90070-5
  • Eringen, A.C. (1983). Interaction of dislocation with a crack. Journal of Applied Physics, 54, 6811-6817. https://doi.org/10.1063/1.332001
  • Iijima, S. (1991). Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, 354, 56-58.
  • Peddieson, J., Buchanan, G.R., & McNitt, R.P. (2003). Application of nonlocal continuum models to nanotechnology, International Journal of Engineering Science, 41(3-5), 305-312. https://doi.org/10.1016/S0020-7225(02)00210-0
  • Reddy, J.N.N. (2007). Nonlocal theories for bending, buckling and vibration of beams, International Journal of Engineering Science, 45(2-8), 288-307. https:// doi.org/10.1016/j.ijengsci.2007.04.004
  • Şimşek, M. (2016). Axial vibration analysis of a nanorod embedded in elastic medium using nonlocal strain gradient theory, Çukurova University Journal of the Faculty of Engineering and Architecture, 31(1), 213-221. https:// doi.org/10.21605/cukurovaummfd.317803
  • Peddieson, J., Buchanan, G.R., & McNitt, R.P. (2003). Application of nonlocal continuum models to nanotechnology, International Journal of Engineering Science, 41(3-5), 305-312. https://doi.org/10.1016/S0020-7225(02)00210-0
  • Thai, H.T. (2012) A nonlocal beam theory for bending, buckling and vibration of nanobeams. International Journal of Engineering Science, 12, 56-64. https:// doi.org/10.1016/j.ijengsci.2011.11.011
  • Yang, F., Chong, A.C.M., Lam, D.C.C., & Tong, P. (2002). Couple stress based strain gradient theory for elasticity, International Journal of Solids and Structures 39, 2731-2743. https://doi.org/10.1016/S0020-7683(02)00152-X
  • Yang, J., Ke, L.L., & Kitipornchai, S. (2010). Nonlinear free vibration of single-walled carbon nanotubes using nonlocal Timoshenko beam theory. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 42:1727-1735. https:// doi.org/10.1016/j.physe.2010.01.035
  • Yaylı, M.O., Yanık, F., & Kandemir, S.Y. (2015), Longitudinal vibration of nanorods embedded in an elastic medium with elastic restraints at both ends. Micro and Nano Letters, 10, 641-644. https:// doi.org/10.1049/mnl.2014.0680
Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Aydınlatma alternatiflerinin insan odaklı aydınlatma açısından değerlendirilmesi: Büro örneği

Elif ERKOÇ KAPLAN, Leyla DOKUZER ÖZTÜRK

Ni-B/hBN katkılı TMAB ve sakarinli kaplama malzemelerinde Ni için X-ışını floresans parametrelerinin ve valans elektronik yapısının incelenmesi

Oğuz Kağan KÖKSAL, İsmail Hakkı KARAHAN

Karmaşık jeolojik ortamlarda gelişen hidrokarbon kapan türlerinin patlayan yansıtıcı yöntemi ile modellenmesi

Serife BOGAZKESEN, Hakan KARSLI

Yerel olmayan elastisite teorisi kullanılarak elastik ortam içerisindeki nano çubuğun eksenel titreşiminin incelenmesi

Güler GAYGUSUZOĞLU

Gümüşhane ili içme su ihtiyacını karşılayan Bahçecik barajını besleyen Şenkale deresinin su kalitesinin araştırılması

Volkan OSKAY, Özlem KARAGÖZ, Soner KUŞLU

Anti-kanser ilacı 5-Fluorourasil'in bentonit yüklü kitosan/hidroksipropil metilselüloz biyonanokompozit filmlerden kontrollü salımı

Mürit AKAL, Muhammed Emre DEMİRDERE, Derya ÜNLÜ

Derin öğrenme mimarilerini kullanarak göğüs BT görüntülerinden otomatik Covid-19 tahmini

Veysel TÜRK, Hatice ÇATAL REİS, Serhat KAYA

Standartlaştırılmış yağış indeksi yöntemi ile Kahramanmaraş ilinin kuraklık analizi

Merve POYRAZOĞLU, Sema ARIMAN

Salgın sırasındaki elektronik ürün alımlarında karşılaştırmalı bir karar verme

Ali KÖSEOĞLU

SNN tabanlı çok seviyeli eşikleme ile görüntü erişimi

Mürsel Ozan İNCETAŞ, Mahmut KILIÇASLAN, Taymaz RAHKAR FARSHİ