Farklı Kiriş Teorilerine Göre Kısa Fiber Takviyeli Nano Kirişlerin Kritik Burkulma Yüklerinin Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, kısa fiber takviyeli nano kirişlerin burkulma davranışları, yerel olmayan elastisite teorisi çerçevesinde, Euler-Bernoulli, Timoshenko ve Levinson kiriş teorileri kullanılarak analiz edilmiştir. Yerel olmayan elastisite teorisi, nanoyapıların küçük ölçekli etkilerini dikkate alarak daha gerçekçi bir modelleme sunmakta ve nano ölçekteki malzemelerin yüzey etkileri, atomik kuvvetler ve mikro yapıların özelliklerinin burkulma davranışları üzerindeki etkilerinin incelenmesine olanak tanımaktadır. Yerel olmayan elastisite teorisi çerçevesinde gerçekleştirilen bu analizlerde, fiber hacim oranı, fiberin uzunluk/çap oranı, elastisite modülü oranı ve yerel olmayan parametre gibi önemli parametrelerin kritik burkulma yükleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Analizler sonucu ortaya çıkan sonuçlar grafiksel olarak sunulmuştur. Analizler, yerel olmayan parametrenin artışının, kirişlerin kritik burkulma yüklerinde belirgin bir düşüşe neden olduğunu göstermektedir. Fiber hacim oranının artması ise, kirişlerin burkulma direncini artırarak kritik burkulma yüklerinin yükselmesine neden olmaktadır. Ayrıca, fiber uzunluk/çap oranının artışı da burkulma direncini güçlendirmekte, özellikle uzun ve ince fiberlerin kullanıldığı yapılar daha yüksek burkulma yüklerine ulaşmaktadır. Elastisite modül oranı artışı ise, kirişlerin burkulma yüklerini daha da yükselterek, özellikle rijitliği yüksek fiberlerin yapısal performansa katkısını açıkça ortaya koymaktadır. Bu çalışma, mikro ve nano ölçekli uygulamalarda kullanılacak kompozit nano kirişlerin tasarımı ile ilgili önemli bilgiler sunmakta olup, gelecekteki araştırmalar için de önemli bir temel oluşturmaktadır.