Fonksiyonel derecelendirilmiş grafen nanolevha takviyeli kompozit kirişlerin karışık sonlu elemanlar yöntemi ile serbest titreşim analizi

Bu tezin amacı, grafen nano-levha (GNL) ile güçlendirilmiş, kesit yüksekliği boyunca fonksiyonel olarak derecelendirilmiş doğru eksenli kirişlerin serbest titreşim davranışını incelemektir. Polimer yapıda matris malzeme, GNL ile güçlendirilmektedir. GNL'lerin hacim oranının kirişin yüksekliği boyunca değişmesiyle kompozit bir malzeme oluşmaktadır. Matris malzeme içerisinde GNL takviyelerinin geometrisini ve dağılımını dikkate alan Halpin-Tsai mikromekanik modeli kullanılarak etkin elastisite modülü elde edilmiştir. Timoshenko kiriş teorisine dayalı iki düğümlü bir eleman için kesitte çarpılma etkilerinin göz önüne alındığı bir karışık sonlu eleman formülasyonu geliştirilmiştir. Bu formülasyon, her düğümde üç yer değiştirme, üç kesit dönmesi, üç kuvvet, iki eğilme momenti ve bir burulma momenti olmak üzere toplam on iki serbestlik derecesi içermektedir. Kapsamlı bir parametrik çalışma, malzeme dağılım türlerinin, GNL ağırlık oranının ve sınır koşullarının serbest titreşim davranışı üzerindeki etkilerini ayrıntılı bir şekilde araştırmaktadır.