You are here

Home » Content

FONKSİYONEL DERECELENDİRİLMİŞ TABAKASAL MALZEMELERDE BİR-BOYUTLU DALGA DENKLEMİNİN SAYISAL ÇÖZÜMÜ

NUMERICAL SOLUTION OF ONE-DIMENSIONAL WAVE EQUATION IN MULTILAYERED FUNCTIONALLY GRADED MATERIALS

Journal Name:

  • Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Publication Year:

  • 2005

Key Words:

Keywords (Original Language):

Author NameUniversity of AuthorFaculty of Author

AMS Codes:

Abstract (2. Language): 
In this study, one-dimensional transient waves in multilayered functionally gradient media is investigated. The multilayered medium consists of N different layers of functionally graded materials (FGMs), i.e., it is assumed that the stiffness and the density of each layer are varying continuously in the direction perpendicular to the layering, but isotropic and homogeneous in the other two directions. The top surface of the layered medium is subjected to a dynamic uniform time-dependent normal stress; whereas, the lower surface of the layered medium is assumed to be free of surface traction or fixed. Moreover, the multilayered medium is assumed to be initially at rest and its layers are assumed to be perfectly bonded to each other. The method of characteristics is employed to obtain the solutions of this initial-boundary value problem. These solutions are obtained by developing a FORTRAN code, then results are displayed in curves which are discussed in details. By suitably adjusting material constants, solutions for the case of isotropic, homogenous and linearly elastic multilayered media and for some special cases including FGM layers, are also obtained. Solutions for some special cases are compared with the existing solutions in literature; very good agreement is found.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language): 
Bu çalışmada, çok tabakalı fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerde (FDM’lerde) bir-boyutlu dalga yayılışı ele alınmıştır. Tabakasal ortam N -farklı FDM’den oluşmaktadır, yani her bir tabakanın sertliği ve yoğunluğunun devamlı olarak tabakalaşmaya dik yönde değiştiği, fakat diğer iki yönde izotrop ve homojen olduğu varsayılmıştır. Tabakasal ortamın üst yüzeyi düzenli zamana-bağlı dik yüzey gerilmelerine maruzdur; alt yüzeyse serbest, tespit edilmiş veya üst yüzeydekine benzer şekilde yüzey gerilmelerine maruz bırakılmış olabilir. Buna ek olarak çoklu tabakasal ortamın başlangıçta sükûnet halinde olduğu ve her bir tabakanın birbirine çok iyi şekilde yapıştırılmış olduğu varsayılmıştır. Başlangıç-sınır değer probleminin çözümlerini elde etmek için karakteristikler yöntemi kullanılmıştır. Nümerik çözümlerin elde edilmesi için hazırlanan FORTRAN programı kullanılmıştır. Malzeme sabitleri uygun şekilde ayarlanarak, izotrop, homojen ve doğrusal elastik çoklu tabaka durumları için çözümler bulundu. Ayrıca FDM’ler için çözümler elde edildi. Bazı özel durumlar için elde edilen sonuçlar daha önce literatürde yapılmış olan çalışmalardaki sonuçlarla karşılaştırıldı ve bunların arasında iyi bir uyumluluk gözlendi.
FULL TEXT (PDF): 
PDF icon arastrmx_845_23_pp_31-40.pdf
  • 4
31-40
  • Turkish

REFERENCES

References: 

[1] Alagöz H., Gülgeç M., Konez A., “Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler ve kullanım
alanları”, Mühendis ve Makina, 532, Mayıs, 2004.
[2] Tanigawa, Y., “Some basic thermoelastic problems for nonhomogeneous structural
materials”, Applied Mech. Rev., 48, 287-300, 1995.
[3] Noda, N., “Thermal stresses in functionally graded material”, Journal of Thermal Stresses,
22, 477-512, 1999.
[4] Miyamoto, Y., Kaysser, W.~A., Rabin, B.~H., ve diğerleri, “Functionally Graded
Materials: Design, Processing and Applications”, Dordrecht: Kluwer Academic
Publishers, 1999.
[5] Suresh, S., Mortensen, A., “Fundamentals of Functionally Graded Materials”, London:
Institute of Materials, IOM Communications Ltd, 1998.
[6] Liu, G.R., Han, X., ve Lam, K. Y., “Stress waves in functionally gradient materials and its
use for material characterization”, Composites Part B: Engineering, 30, 383-394, 1999.
[7] Han, X., Liu, G. R., “Effects of SH waves in functionally graded plate”, Mechanics
Research Communication, 29, 327-338, 2002.
[8] Han, X., Liu, G. ~R., “A quadratic layer element for analyzing stress waves in
functionally gradient materials and its application in material characterization”, Journal of
Sound and Vibration, 236, 307-321, 2000.
[9] Chiu, T. C., Erdogan, F., “One-dimensional wave propagation in a functionally graded
elastic medium”, Journal of Sound and Vibration, 222, 453-487, 1999.
[10] Mengi, Y., Tanrikulu, A. K., “A numerical technique for two-dimensional transient wave
propagation analyses”, Communication of Applied Numerical Methods, 6, 623-632, 1990.
[11] Abu-Alshaikh, I., Turhan, D., Mengi, Y., “Transient waves in viscoelastic cylindrical
layered media”, European Journal of Mechanics A/Solids, 21, 811-830, 2002.
[12] Abu-Alshaikh, I., Turhan, D., Mengi, Y., “Two-dimensional transient wave propagation
in viscoelastic layered media”, Linear and Nonlinear Waves, 244, 837-858, 2001.

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com