Poliüretan köpük ile doldurulmuş bal peteği sandviç plakların titreşim analizi
Vibration analysis of honeycomb sandwich plates filled with polyurethane foam
Yazar: ERIC THOMAS TRELEASE
Danışman: DOÇ. DR. ORHAN ÇAKAR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve  Dinamiği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Mekanik titreşim = Mechanical vibration ; Serbest titreşimler = Free vibrations

Özet:
Bal peteği sandviç yapıları rijitliğin ve hafifliğin önemli olduğu yapıların
tasarımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yapıların dinamik davranışlarının yani
doğal frekanslarının ve mod biçimlerinin bilinmesi de oldukça önemlidir. Bu özelliklerin
belirlenmesi için sonlu elemanlar (SE) gibi sayısal yöntemlerin yanında deneysel
yöntemler de kullanılabilmektedir. SE yöntemi ile çözüm yaparken balpeteği yapısını
birebir modellemek oldukça zor olduğu gibi çok fazla eleman kullanmak gerektiğinden
çözüm süresi oldukça uzamaktadır. Bunun yerine balpeteği sandviç yapıların katmanlı
plaka gibi modellenebildiği eşdeğer modeller geliştirilmiştir. Balpeteği sandviç yapıların
mekanik özelliklerinin daha da iyileştirilmesi amacıyla içinin poliüretan köpük ile
doldurulması önerilmiştir. Ancak bu durumda yapının dinamik özellikleri de
etkilenmektedir. Bu çalışmada hem içi boş hem de içi poliüretan (PU) köpük ile
doldurulmuş balpeteği sandviç yapıların titreşim analizleri hem SE hem de deneysel
yöntemlerle incelenmiştir. SE yönteminde yapı hem birebir hem de eşdeğer modeller
kullanılarak modellenmiş ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca deneysel çalışmalar için
çeşitli balpeteği sandviç yapıları imal edilmiş ve deneysel modal analiz gerçekleştirilmiştir.
Deneysel olarak elde edilen sonuçlar SE yöntemiyle bulunan sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
Aynı analizler içi PU köpük ile doldurulmuş yapılar için de tekrarlanmıştır. Küçük
hücreli balpeteği yapıların hücrelerini PU köpük ile doldurmadaki zorluklar nedeniyle daha
büyük hücreli balpeteği yapıları imal edilmiş ve analizleri yapılmıştır.Küçük hücreli
balpeteği sandviç yapıda deneysel ve SE sonuçları arasında %14.45 fark olmasına rağmen
büyük hücreli olanda bu fark iki kattan daha büyük olmuştur. Bu büyük farkın balpeteği
yapının imalatında karşılaşılan zorluklar nedeniyle imalat hatalarından kaynaklandığı
sonucuna varılmıştır. Boş ve köpük dolu balpeteği sandviç yapılar karşılaştırıldığında,
köpük dolu yapının doğal frekansları düşük modlarda azalma eğiliminde iken yüksek
modlarda arttığı görülmüştür.

Abstract:
Honeycomb sandwich structures are useful for designing structures that need to be
rigid and light-weight. The dynamic properties of honeycomb sandwich structures is
important knowledge that should be obtained. These dynamic properties include the
honeycomb sandwich structure's natural frequencies and corresponding mode shapes. To
confirm the obtained data is correct both experimental and numerical analyses should be
performed. To reduce the complexity of the honeycomb layer for numerical analysis,
equivalent models exist. This study confirmed the accuracy of the Gibson equivalent
model by reproducing numerical analyses found in literature.
To improve the mechanical properties of honeycomb sandwich panels, it has been
suggested that the honeycomb could be filled with foam. The dynamik properties would
need to be found for a honeycomb panel that has been filled with foam. A large cell
honeycomb sandwich structure was analyzed both experimentally and numerically. Only
the first two natural frequencies could be obtained experimentally. Significant differences
were found. The numerical results for the first two natural frequencies were over double
the value for the experimental results. A large cell honeycomb sandwich structure was
filled with foam and was analyzed both experimentally and numerically. Only the first two
natural frequencies could be obtained experimentally. Significant differences were found.
The numerical results for the first two natural frequencies were over double the value for
the experimental results. A small cell honeycomb sandwich structure was analyzed both
experimentally and numerically. Only the first natural frequency could be obtained
experimentally. The difference between this result and the numerical result was 14.45%.
These two large cell honeycomb sandwich structure dynamic results for the empty
and foam filled honeycombs were compared. The difference in the numerical results for
the bending modes was minimal. The difference in the experimental results was minimal
for the first bending mode.