Çatlaklı eğri kompozit kirişlerin titreşim davranışlarının deneysel ve sayısal analizleri

Abstract

Bu çalışmada, farklı derinlik ve konumlardaki çatlaklara sahip eğri kompozit kirişler ile çatlaksız eğri kompozit kirişlerin ilk üç modundaki doğal frekans değerlerinin değişimi hem sayısal hem de deneysel olarak hesaplanmıştır. Kompozit kirişler 3 mm kalınlığında, 2.864 m eğrilik yarıçapında, 0° - 90° elyaf yönlenme açısında, cam elyaf – epoksi malzemesinden elle yatırma yöntemiyle üretilmiştir. Kirişteki dairesel eğrilik boyuna eksende düzlemsel olarak modellenmiştir. Çalışma sırasında kiriş, ankastre (Sabit - Serbest) ve iki ucu sabit (Sabit - Sabit) mesnetli bağlantı şekilleri ile tutturulmuştur. Çatlak, kılcal çatlak olarak ele alınmıştır. Kirişlere ait sayısal analizler ANSYS sonlu eleman programı yardımıyla üç boyutlu olarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda çatlak derinliği arttıkça her iki mesnet durumu için kompozit kirişlerde doğal frekans değerlerinin azaldığı, çatlak konumu sabit mesnetten uzaklaştıkça kirişlere ait doğal frekans değerlerinin arttığı hem sayısal hem de deneysel olarak bulunmuştur. Bunların yanında çatlaksız eğri kirişler için doğal frekans değerlerinin çatlaklı eğri kirişlerden daha yüksek olduğu sonucu elde edilmiştir.

In this study, the first three modes of natural frequency change of curved composite cracked (CCC) beams and without cracks which is at different depths and locations was investigated both numerically and experimentally. Composite beams were made of glass fiber – epoxy material that hast 3.00 mm thickness, 2.864 m curvature radius and 0° - 90° fiber orienting angle by hand laying method. The circular curvature of the beam is modeled as a longitudinal axial plane. During the study, cantilever (fixed-free) and both ends fixed (fixed-fixed) supports are used as a support element. The crack is treated as a capillary crack. Numerical analysis of beams was performed in three dimensions by using ANSYS finite element program. It is observed that when the crack depth increases, the not frequency value of CCC beams decrease for both support conditions The not frequecy value of CCC beam increase as the crack location moves away from the fixed support, both quantitatively and experimentally. In addition, the result is that the natural frequency values for uncracked curved beams higher than the cracked curved beams.