Trigonometrik Olarak Değişen Gözenekliğe Sahip Tabakalı Bir Panelin Stabilitesi

Abstract

Gözenekli silindirik paneller, yüksek özgül rijitlik, enerji emme kapasitesi, ısıl direnci ve termal iletkenlik gibi üstün avantajları nedeniyle geleneksel olanlardan daha popülerdir. Bu tür gözenekli paneller hafif olduğundan havacılık, otomotiv ve inşaat endüstrilerinde uygulama alanı bulmaktadır. Bazı önemli gözenekli silindirik panel uygulamaları arasında yüksek hızlı tren ön panelleri ve uçak gövdeleri vardır. Yüksek sıcaklık ve yüksek hız gibi karmaşık etkiler altında bu tür bileşenlerde bölgesel yüksek gerilmeler oluşmaktadır ve bu da bileşenlerin stabilitesini kaybetmesine neden olmaktadır. Bu nedenle, yalnızca ünifom bir düzlem içi yük uygulamak, bileşenlerin gerçek etkilerini modellemek için yeterli olmaz. Bu tezde, doğrusal olarak değişen kenar basıncına maruz gözenekli ortotropik tabakalı silindirik panellerin stabilitesi yüksek mertebeden kayma deformasyon teorisi kullanılarak araştırılmaktadır. Gözenekli malzeme özellikleri, tabakaların kalınlığı boyunca dört farklı gözeneklilik dağılım deseni aracılığıyla modellenmektedir. Kritik burkulma yüklerini ve ilişkili mod şekillerini değerlendirmek için teorik formülasyonlar ve sayısal yöntemler kullanılmaktadır. Silindirik panel geometrisi, ortotropik malzeme özellikleriyle birleştiğinde analize karmaşıklık katmaktadır. Bu nedenle, gözeneklilik, gözeneklilik dağılım desenleri, ortotropi, yarıçap-kenar oranı, en-boy oranı ve kenar-kalınlık oranı gibi bazı parametrelerin gözenekli ortotropik tabakalı silindirik panellerin stabilite özellikleri üzerindeki etkisi ayrıntılı olarak tartışılmaktadır. Sonuçlar, gözenekli ortotropik tabakalı silindirik panellerin davranışına ilişkin öngörüler sunarak yapısal performanslarına ilişkin anlayışımızı geliştirecektir ve emniyetli mühendislik yapıları tasarlamamıza yardımcı olacaktır. Bu araştırma, kompozit malzemeler ve yapısal stabilite alanına katkıda bulunarak havacılık, denizcilik ve inşaat mühendisliği alanlarında potansiyel uygulamalar sunacaktır.Porous cylindrical panels are more popular than traditional ones due to their superior advantages, such as high specific stiffness, energy absorption capacity, heat resistance, and thermal conductivity. Since such porous panels are light, they find application in the aerospace, automotive, and construction industries. Some critical porous cylindrical panel structure applications include high-speed train front panels and airframes. High localized stresses occur in such components under complicated effects such as high temperature and high speed, which causes the components to lose their stability. For this reason, applying only a uniform in-plane load may not be sufficient to model the actual effects of components. This thesis investigates the stability characteristics of porous orthotropic laminated cylindrical panels under the influence of linearly varying edge compression, employing the higher-order shear deformation theory. Porous material properties are modeled via four different porosity distribution patterns along the laminate's thickness direction. Theoretical formulations and numerical methods are employed to assess the critical buckling loads and associated mode shapes. The cylindrical panel geometry, combined with orthotropic material properties, adds complexity to the analysis. So, the effect of some parameters, such as porosity, porosity distribution patterns, orthotropy, radius-to-side ratio, aspect ratio, and side-to-thickness ratio, on the stability characteristics of porous orthotropic laminated cylindrical panels are discussed in detail. The results provide insights into the behavior of porous orthotropic laminated cylindrical panels, enhancing our understanding of their structural performance and aiding in designing robust engineering structures. This research contributes to the broader composite materials and structural stability analysis field, offering potential applications in aerospace, seamanship and civil engineering domains.