Karbon nanotüp takviyeli kompozit plakların serbest titreşimi

Abstract

Bu tez çalışmasında eksenel çubuklar ve çarpık plaklar nano boyutta modellenerek serbest titreşim analizleri yapılmıştır. Sürekli sistemlerin mikro ve nanoölçekteki modellerinin mekanik zorlamalar altında göstereceği davranışlar, mikro ve nano ölçekli yapının iç karakteristik boyutları titreşim problemi çözümüne katılacağı için klasik elastisite teorisi ile açıklanamaz. Bu sebeple nanoçubukların titreşim analizi, boyut etkisi katılarak gerçekleştirilmiştir. Boyut etkisindeki titreşim denklemi, yerel olmayan elastisite teorisi ile elde edilmiştir. Elde edilen denklem çözülerek, Karbon Nanotüp (CNT), Bor Nitrit Nanotüp (BNNT) ve Silika Karbit Nanotüp (SiCNT) malzemeleri için farklı mesnetlenme koşullarındaki çubuklara uygulanmıştır. Ayrıca karbon nanotüp takviyeli çarpık plakların da hareket denklemi elde edilmiştir. Eksenel çubukların ve çarpık plakların farklı parametreler etkisinde serbest titreşim frekansları hesaplanmıştır.Sonuçlar incelendiğinde yerel olmayan ifadenin artışının titreşim frekansını düşürdüğü elde edilmiştir. Mod sayısı arttıkça yerel olmayan ifadenin frekansı daha büyük oranda düşürdüğü gözlemlenmiştir. Çubuk uzunluğu arttıkça yerel olmayan ifadenin frekansı yükseltici etkisi artmaktadır. Plaklar için, çarpıklık açısı arttıkça frekans değeri artmaktadır. Eksenel çubuk ve plak şeklinde modellenen nano cihazların tasarımı yapılırken boyut etkisinin dikkate alınmasının gerekli olduğu sonucuna varılmıştır.ANAHTAR KELİMELER: Eksenel nanoçubuk, Çarpık plak, Karbon nanotüp, Bor nitrit nanotüp, Silika karbit nanotüp, Yerel olmayan elastisite teorisi, Boyut etkisi, Nanoteknoloji, Serbest titreşim

In this thesis study, axial rods and skew plates are modeled at nano scale and longitudinal free vibration analysis was performed. The behavior of the micro and nano-scale models of continuous systems under mechanical influences cannot be explained by classical elasticity theory since the internal characteristic dimensions of micro and nano scale structure will be included in the solution of vibration problem. For this reason, vibration analysis of nanorods is performed by including the size effect. The equation of vibration in the effect of dimension is obtained by the theory of non-local elasticity. The obtained equation is solved and applied to the rods in different boundary conditions for Carbon Nanotube (CNT), Boron Nitride Nanotube (BNNT) and Silica Carbide Nanotube (SiCNT) materials. Also, equation of motion of CNT reinforced skew plates is obtained. Frequency values of axial rods and skew plates in different parameters are calculated.When the results were examined, it is obtained that the increase in non-local expression decreases the vibration frequency. As the number of modes increased, the non-local expression decreased the frequency significantly. As the rod length increases, the frequency-enhancing effect of the non-local expression increases. When designing nano devices modeled as axial rods, it is concluded that size effect should be taken into consideration.key words:Axial nanorod, Carbon nanotube, Boron nitride nanotube, Silica carbide nanotube, Non-local elasticity theory, Size effect, Nanotechnology, Free vibration.