Bal peteği sandviç kompozitlerde darbe testi sonrası basma davranışlarının incelenmesi
Investigation of compression behavior of honeycomb sandwich composites after impact
Yazar: İBRAHİM HALİL TAŞKESEN
Danışman: DOÇ. DR. BAHATTİN İŞCAN
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bal peteği sandviç yapılar kompozit malzemeler içinde çok büyük bir öneme sahiptir. Bal peteği sandviç kompozit malzemeler yüksek mukavemet, dayanıklılık, hafiflik ve enerji absorbe etme gibi mekanik özelliklere sahiptir. Bal peteği sandviç kompozit malzemeler özellikle inşaat, otomotiv, havacılık ve uzay uygulamalarında sıkla tercih edilmektedir. Uygulama alanlarında hayati öneme sahip olması sebebiyle bal peteği sandviç kompozitlerin mukavemetleri, mekanik davranış ve özelliklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bal peteği sandviç kompozit malzemelerin mekanik davranışlarının karbon fiber takviyeli plakalarla tespit edilmesi planlanmaktadır. Karbon fiber takviyeli kompozit malzemeler ise havacılık ve savunma sanayinde önemli rol oynamaktadır. Bu nedenle karbon fiber takviyeli bal peteği sandviç kompozit malzemelerin özelliklerini belirlemek için birçok statik ve mekanik deneyler çekme, basma, darbe, eğme ve yorulma gibi testler yapılmaktadır. Amaç bal peteği sandviç kompozit malzemelerin genel özeliklerinin tespit edilmesi, geliştirilmesi ve arttırılmasıdır.
            Gerçekleştirilen bu çalışmada genel olarak karbon fiber takviyeli bal peteği sandviç kompozit malzemelerin darbe testi sonrası basma davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmada Al 3003 Alüminyum alaşımı bal peteği hücreler ile karbon fiber yüzey malzemelerine sahip numuneler kullanılmıştır. Yüzey malzemeleri ile hücreler arasındaki bağlantı 3M Scotch-Weld marka DP 460 model epoksi esaslı yapıştırıcı ile sağlanmıştır. Deney numunelerinin tamamının uzunluğu ve genişliği 80 mm x 80 mm ölçülerinde hazırlanmıştır. Bal peteği üç farklı hücre yüksekliği 10 mm, 15 mm ve 20 mm değerlerinde hazırlanmıştır. Karbon fiber yüzey malzemeleri(alt ve üst) 1 mm kalınlığında hazırlanmıştır. Deney numuneleri verilen standartlarda üretilmiştir. Deney numuneleri üretilme işleminden sonra düşük hızlı darbe testi, açılı düşük hızlı darbe, basma testi, darbe testi sonrası basma testleri uygulanmış ve bazı numuneler hasarsız bırakılmıştır. Darbe deneyleri Instron Dynatup 9250 darbe test cihazıyla yapılmıştır. Instron Dynatup 9250 test cihazı ile numunelere üç farklı düşük hızda 2.5 joule, 5 joule ve 7.5 joule darbe enerji parametrelerinde ağırlık düşürme testleri yapılmıştır. Düşük hızlı darbe testleri deney numunelerine üç farklı 0°, 15° ve 30° çarpma açılarında ağırlık düşürme testi uygulanmıştır. Açılı çarpmalardaki ağırlık düşürme darbe testlerinin yapılabilmesi için özel bir destek aparatı üretilmştir. Darbe testi ile ön hasar verilmiş numuneler ile hasarsız numuneler, darbe ön hasarınıın darbe mukavemetindeki düşüşe ve mekanik davranışlarına etkisini incelemek amacıyla basma testine maruz bırakılmıştır. Basma testleri Shimadzu Universal test cihazı ile 250 kN yük hücresi uygulanarak, ilerleme hızı 1 mm/dak seçilmiştir. Darbe ve Basma testleri sonucunda karbon fiber takviyeli bal peteği sandviç kompozit malzemelerde veya numunelerde meydana gelen mukavemet değişimleri, mekanik davranıışlar, hasarsız ve hasarlı numuneler gözlemlenip deneysel olarak incelenmiştir.
            Çalışmada gerçekleştirilen deneyler sonucunda ortaya çıkan grafik, fotoğraf ve tablolarla ilgili değerlendirmeler yapılmıştır. Tüm çalışmalar deneysel olarak uygulanmış ve değerlendirilmiştir.

Abstract:
Honeycomb sandwich structures are of great importance in composite materials. Honeycomb sandwich composite materials have mechanical properties such as high strength, durability, lightness and energy absorption. Honeycomb sandwich composite materials are frequently preferred in construction, automotive, aerospace and space applications. Due to its vital importance in the application areas, the strength, mechanical behavior and properties of honeycomb sandwich composites must be determined. It is planned to determine the mechanical behavior of honeycomb sandwich composite materials with carbon fiber reinforced plates. Carbon fiber reinforced composite materials play an important role in the aviation and defense industries. Therefore, in order to determine the properties of carbon fiber reinforced honeycomb sandwich composite materials, many static and mechanical tests are carried out such as pulling, pressing, impact, bending and fatigue. The aim is to identify, develop and increase the general properties of honeycomb sandwich composite materials.
            In this study, the compression behavior of carbon fiber reinforced honeycomb sandwich composite materials after impact testing was investigated experimentally. Al 3003 Aluminum alloy honeycomb cells and samples with carbon fiber surface materials were used in the study. The connection between the surface materials and the cells was provided by 3M Scotch-Weld brand DP 460 epoxy based adhesive. The length and width of all test specimens were prepared in the dimensions of 80 mm x 80 mm. Honeycomb is prepared in three different cell heights of 10 mm, 15 mm and 20 mm. Carbon fiber surface materials (bottom and top) are prepared in 1mm thickness. Experimental samples are produced in the given standards. After the test samples were produced, low speed impact test, angled low speed impact, compression test, compression tests after impact test were applied and some samples were left undamaged. Impact experiments were done with the Instron Dynatup 9250 impact tester. With the Instron Dynatup 9250 tester, weight reduction tests were performed on the samples in three different low speed 2.5 joules, 5 joules and 7.5 joules impact energy parameters. Low speed impact tests were applied to the test samples at three different angles of impact at 0°, 15 ° and 30 °. A special support device has been produced to perform weight reduction impact tests in angular impacts. Samples pre-damaged with impact test and undamaged samples were subjected to compression testing to examine the impact of impact pre-damage on the impact strength and mechanical behavior. Compression tests With the Shimadzu Universal tester, a 250 kN load cell was applied and the feed rate was selected at 1 mm / min. As a result of impact and compression tests, carbon fiber reinforced honeycomb sandwich composite materials or resistance changes, mechanical behaviors, undamaged and damaged samples were observed and experimentally examined.
            Evaluations regarding the graphics, photographs and tables resulting from the experiments carried out in the study were made. All studies were experimentally applied and evaluated.