Düz ve Bükümlü Plakaların Büküm Açısına Bağlı Modal Analizi

İzotropik ince plakaların dinamik özelliklerinden biri olan doğal frekans üzerinde bükümlü açı ve sınır koşulu farklılıklarının etkisi araştırılmıştır. Düz ve bükümlü yapıların modal analizleri tek ve çift tarafı sabit sınır koşulları altında ANSYS ile yapılmıştır. Yapıların serbest titreşim sonuçlarının validasyonu Solidworks ile yapılmıştır. Her yapının ilk beş doğal frekansı elde edilmiş ve boyutsuz doğal frekans parametreleri cinsinden değerler tablo ve grafiklerle yorumlanmıştır. Tek tarafı sabit sınır koşulu için ilk beş doğal frekansta büküm açısındaki artışa bağlı olarak hem bir artış hem de bir azalma gözlemlenebilirken, çift taraflı sabit durumda büküm açısındaki artışın doğal frekanslar üzerindeki etkisi yüksek katlanmış açı değerlerinde çok daha azdır. Büküm açısı - boyutsuz doğal frekans grafiklerindeki ani değişimlerin sebebinin mode şekli değişimi olduğu görülmektedir.

FOLDED ANGLE DEPENDENT MODAL ANALYSIS OF THE FLAT AND FOLDED PLATES

The effect of folded angle and boundary condition differences on the natural frequency, which is one of the dynamic characteristics of isotropic thin plates, is investigated. Modal analyzes of flat and folded structures are performed with ANSYS under cantilever and two-side-fixed boundary conditions. The validation of the free vibration results of the structures is performed with Solidworks. The first five natural frequencies of each structure are obtained, and the values in terms of non-dimensional natural frequency parameters are interpreted with the tables and graphics. While both an increase and a decrease can be observed depending on the increase in the folded angle in the first five natural frequencies for the cantilever boundary condition, the effect of the increase in the folded angle on the natural frequencies in the two-sided-fixed structures is much less in the higher folded angle values. It is seen that the reason for the sudden changes in the folded angle - non-dimensional natural frequency graphs is the mode shape change.

___

  • 1. Bahrami, S., Shirmohammadi, F. and Saadatpour, M.M. (2017) Vibration analysis of thin shallow shells using spectral element method. Applied Mathematical Modelling, 44, 470– 480. doi: 10.1016/j.apm.2017.02.001
  • 2. Eisenberger, M. and Deutsch, A. (2019) Solution of thin rectangular plate vibrations for all combinations of boundary conditions. Journal of Sound and Vibration, 452, 1–12. doi:10.1016/j.jsv.2019.03.024
  • 3. Gonenli, C. and Das, O. (2021) Effect of crack location on buckling and dynamic stability in plate frame structures, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 43(6), 311. doi:10.1007/s40430-021-03032-2
  • 4. Gonenli, C., Ozturk, H. and Das, O. (2021) Effect of crack on free vibration of a pre-stressed curved plate. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 095440622199486. doi:10.1177/0954406221994869
  • 5. Guha Niyogi, A., Laha, M.K. and Sinha, P.K. (1999) Finite element vibration analysis of laminated composite folded plate structures. Shock and Vibration, 6(5-6), 273-283. doi: 10.1155/1999/354234
  • 6. Guo, X., Zhang, Y., Zhang, W. and Sun, L. (2019) Theoretical and experimental investigation on the nonlinear vibration behavior of Z-shaped folded plates with inner resonance. Engineering Structures, 182, 123-140. doi:10.1016/j.engstruct.2018.12.066
  • 7. Huang, C.S., Lee, M.C. and Chang, M.J. (2018) Vibration and Buckling Analysis of Internally Cracked Square Plates by the MLS-Ritz Approach. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 18(09), 1850105. doi:10.1142/S0219455418501055
  • 8. Kumar, A., Singha, M.K. and Tiwari, V. (2017) Nonlinear bending and vibration analyses of quadrilateral composite plates. Thin-Walled Structures, 113, 170–180. doi:10.1016/j.tws.2017.01.011
  • 9. Kumari, E. and Saxena, D. (2021) Buckling analysis of folded structures. Materials Today: Proceedings, 43, 1421-1430. doi:10.1016/j.matpr.2020.09.179
  • 10. Lee, S.Y., Wooh, S.C. and Yhim, S.S. (2004) Dynamic behavior of folded composite plates analyzed by the third order plate theory. International Journal of Solids and Structures, 41(7), 1879-1892. doi:10.1016/j.ijsolstr.2003.11.026
  • 11. Li, R., Wang, B., Li, G. and Tian, B. (2016) Hamiltonian system-based analytic modeling of the free rectangular thin plates’ free vibration. Applied Mathematical Modelling, 40(2), 984– 992. doi:10.1016/j.apm.2015.06.019
  • 12. Li, R., Wang, P., Yang, Z., Yang, J. and Tong, L. (2018) On new analytic free vibration solutions of rectangular thin cantilever plates in the symplectic space. Applied Mathematical Modelling, 53, 310–318. doi:10.1016/j.apm.2017.09.011
  • 13. Liu, W.H. and Huang, C.C. (1992). Vibration analysis of folded plates. Journal of Sound and Vibration, 157(1), 123-137. doi:10.1016/0022-460X(92)90570-N
  • 14. Meyer, C. and Scordelis, A.C. (1971). Analysis of curved folded plate structures. Journal of the Structural Division, 97(10). doi:10.1061/JSDEAG.0003020
  • 15. Mohammadi, H. and Setoodeh, A.R. (2019) FSDT-Based isogeometric analysis for free vibration behavior of functionally graded skew folded plates. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Mechanical Engineering, 44, 841-863. doi:10.1007/s40997- 019-00320-0
  • 16. Ozturk, H. (2011) In-plane free vibration of a pre-stressed curved beam obtained from a large deflected cantilever beam. Finite Elements in Analysis and Design, 47(3), 229–236. doi:10.1016/j.finel.2010.10.003
  • 17. Petyt, M. (2015) Introduction to finite element vibration analysis, Cambridge University Press, UK.
  • 18. Pramanik, S., Das, S. and Niyogi, A.G. (2021) Free vibration and buckling analysis of stiffened sandwich plates with repeated fold. J. Inst. Eng. India Ser. C, 102(1), 87-98. doi:10.1007/s40032-020-00627-x
  • 19. Robeller, C., Gamerro, J. and Weinand, Y. (2017) A double-layered timber folded plate structure. Journal of the Association for Shell and Spatial Structures, 58(4), 295-314. doi:10.20898/j.iass.2017.194.864
  • 20. Roche, S., Mattoni, G. and Weinand, Y. (2015) Rotational stiffness at ridges of timber foldedplate structures. International Journal of Space Structures, 30(2), 153-167. doi:10.1260/0266-3511.30.2.153
  • 21. Shell181 Element Description (2021). 4-node Structural Shell. Url: https://www.mm.bme.hu/~gyebro/files/ans_help_v182/ans_elem/Hlp_E_SHELL181.html (Access Date: 10.10.2021)
  • 22. Soleimani, H., Goudarzi, T. and Aghdam, M.M. (2021) Advanced structural modeling of a fold in Origami/Kirigami inspired structures. Thin-Walled Structures, 161, 107406. doi:10.1016/j.tws.2020.107406
  • 23. Vescovini, R. and Dozio, L.A. (2016) Variable-kinematic model for variable stiffness plates: vibration and buckling analysis, Composite Structures, 142. doi:15–26. 10.1016/j.compstruct.2016.01.068
Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-4147
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2002
  • Yayıncı: BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ > MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Pb ve Naftalen ile Kirlenmiş Toprakların Sıfır Değerlikli Demir Nanotanecikleri (SDDN) ve Biyolojik Arıtımla İyileştirilmesi

Bekir Fatih KAHRAMAN, Ahmet ALTIN

Parçacık Sürü Optimizasyon (PSO) Algoritması Kullanılarak Doğrusal Olmayan İletim Hatlarında Soliton Dalga Üretimi

Abdullah AKSOY, Sibel YENİKAYA

Düşey yer hareketinden dolayı sürtünmeli sarkaç sistemleri ile izole edilmiş yapılarda taban kesme kuvveti artışı tahmin modeli

Hüseyin ÇİLSALAR

HİBRİT MİKROŞERİT-YTED BANT GEÇİREN FİLTRENİN X-BANT’TA TASARIMI VE OPTİMİZASYONU

Kemal GÜVENLİ, Sibel YENİKAYA, Mustafa SEÇMEN

YAPIŞTIRMA VE ÇİFT PİM BAĞLANTILI TABAKALI KOMPOZİT PLAKALARDA PİMLER ARASI MESAFE DEĞİŞİMİNİN GERİLMELERE ETKİSİ

İlker ERZİNCANLI, Semih BENLİ

DÜZELTME: POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Begüm YARAR KAPLAN

DİNAMİK SU BÜTÇESİ MODELİNE DESTEK VEKTÖR REGRESYONU ENTEGRASYONU

Umut OKKAN, Zeynep Beril ERSOY, Okan FISTIKOĞLU

AKCİĞER BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİ GÖRÜNTÜLERİNDE GÖRÜNTÜ İŞLEME UYGULAMALARI İLE TÜMÖRLERİNİN TESPİT EDİLMESİ

Berat ÖZDET, Semra İÇER

BİR TEKSTİL İŞLETMESİNDE ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE EMİSYON AZALTIM OLANAKLARININ ARAŞTIRILMASI: HAVLU ÜRETİM TESİSİ

Duriye DEĞİRMEN, Gizem EKER ŞANLI

GPU PROGRAMLAMA TEKNİĞİ KULLANILARAK HIZLANDIRILMIŞ XCLASS YAZILIMI İLE SPEKTRUM ANALİZİNİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

Yasemin POYRAZ KOÇAK, Selçuk SEVGEN