Tabakalı cam/karbon elyaf takviyeli kompozit yüzlü sandviç kirişlerin eğilme davranışının incelenmesi
Investigation of bending behavior of laminated glass/carbon fiber reinforced composite faced sandwich beams
Yazar: KÜBRA AKTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. EMRAH MADENCİ ; DOÇ. DR. LOKMAN GEMİ
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Cam elyafı = Fiberglass ; Delaminasyon analizi = Delamination analysis ; Eğilme = Bending ; Hasar analizi = Damage analysis ; Karbon lifler = Carbon fibers ; PVC = PVC ; Sandviç çubuk = Sandwich beam ; Çekme deney makinesi = Tensile testing machine ; İstifleme = Stacking

Özet:
Kompozit sandviç kirişler, ince rijit yüzey plakaları arasına yerleştirilen daha kalın hafif ara tabakalardan (çekirdek) oluşan kompozit laminalardır. Bu yapılar, ağırlıklarına oranla yüksek mukavemet ve enerji sönümleme özelliğinin avantajları sayesinde otomotiv, havacılık ve inşaat mühendisliği gibi pek çok sektörde kullanımı yaygınlık göstermektedir. Bu yapılarda, genellikle eğilme kuvveti yüzey levhaları tarafından oluşturulan kuvvet çifti tarafından taşınırken, kayma kuvvetini ise hafif yapıdaki ara tabaka malzemeleri taşır. Çekirdek bölgesinin temel amacı yüksek bir atalet momenti sağlamaktır. Bu amaca ek olarak çekirdek bölgesi yanal kuvvetlere karşı mukavemet gösterir ve yüzey levhalarını global ve lokal burkulmalara karşı dengelenmesini sağlayarak yapının rijitliğini artırmaktadır. Bu çalışmanın asıl amacı üç nokta eğilme altındaki sandviç kiriş tasarımında, takviye malzemesi olarak kullanılan, elyaf türü ve elyaf sıralama konfigürasyonunun mekanik özelliklerine etkisini incelemektir. Yapılan bu tez çalışması kapsamında 4 farklı kombinasyonda çekme numune grubu, 8 farklı kombinasyonda eğilme numune grubunun üretimi elle yatırma ve vakum torbalama yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sandviç kiriş üretiminde takviye malzemesi olarak cam ve karbon elyaf, matris malzemesi olarak epoksi ve çekirdek malzemesi olarak PVC köpük kullanılmıştır. Sandviç kirişlerin hem mekanik özelliklerini belirlemek hem de üç nokta eğilme testi altındakini davranışını incelemek amacıyla numuneler çekme testi ile üç nokta eğilme testine tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlar derlenmiş ve kuvvet (N)-deplasman (mm) grafikleri oluşturularak karşılaştırılıp yorumlanmıştır. Kuvvet (N)-deplasman (mm) grafikleri ve deney sonrası oluşan hasarlar görselleri kullanarak makro ve mikro hasar analizleri gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Composite sandwich beams are composite laminas consisting of thicker light intermediate layers (cores) placed between thin rigid surface plates. Due to the advantages of high strength and energy damping properties compared to their weight, these structures are widely used in many sectors such as automotive, aviation and civil engineering. In these structures, usually the bending force is carried by the force pair created by the surface plates, while the shear force is carried by the decking materials in the light structure. The main purpose of the core region is to provide a high moment of inertia. In addition to this purpose, the core region resistance to lateral forces and increases the rigidity of the structure by ensuring that the surface plates are balanced against global and local buckling. The main purpose of this study is to examine the effect of fiber type and fiber sorting configuration on mechanical properties used as reinforcement material in sandwich beam design under three-point bending. Within the scope of this thesis study, the production of 4 different combination tensile sample groups, 8 different combination bending sample groups was carried out using the hand layup and vacuum bagging method. Glass and carbon fiber as reinforcement materials, epoxy as matrix material and PVC foam as core material were used in the production of sandwich beams. In order to determine both the mechanical properties of sandwich beams and to examine the behavior of those under the three-point bending test, samples were subjected to tensile test and three-point bending test. The obtained results were compiled and compared and interpreted by creating force (N)-displacement (mm) graphs. Macro and micro damage analyses were performed using force (N)-displacement (mm) graphs and post-experiment damage images.