Farklı çekirdek malzemesine sahip kompozit sandviç panellerin darbe ve darbe sonrası basma davranışlarının incelenmesi
Low velocity impact and after impact compression behavior of composite sandwich panels with different core materials
Yazar: EMRE LEKESİZCAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT ÇALIŞKAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Basma = Printing ; Darbe dayanımı = Impact strength ; Karbon lifler = Carbon fibers ; Kompozitler = Composites

Özet:
Sandviç yapılar, yapıştırma tekniği ile birleştirilmiş plakalar ve çekirdek malzemelerden oluşur. Bir sandviç yapı, düşük mukavemetli ve yüksek enerji emme kabiliyetine sahip çekirdek malzeme, yüksek mukavemet ve sünekliğe sahip üst ve alt ince metal levhalarla takviye edilir. Kompozit sandviç yapılar, yüksek düzlem içi ve eğilme rijitlikleri, iyi akustik ve ısı yalıtımı, iyi korozyon direnci, yüksek enerji absorpsiyon kabiliyeti özellikleri nedeniyle havacılık ve uzay endüstrileri, deniz endüstrileri, otomotiv, inşaat mühendisliği ve ulaşım endüstrisi gibi yüksek performanslı uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, farklı polimerik çekirdek yapılarından oluşan yüzey plakası karbon fiber takviyeli kompozit olan sandviç yapıların darbe ve darbe sonrası davranışları incelenmiştir. Özellikle mühendislik uygulamalarına yeni giren kapalı hücre yapısına sahip polipropilen köpük çekirdeğin uygulamadaki diğer polimerik çekirdek yapılarına karşı performansı araştırılmıştır. Üç farklı darbe enerjisine maruz bırakılan sandviç paneller, aldıkları hasar sonrası hasar toleranslarının ve yük taşıma kabiliyetlerinin belirlenmesi için darbe sonrası basma testlerine maruz bırakılmıştır. Darbe sonrası basma testleri sırasında hasar mekanizmasının, oluşumunun ve ilerlemesinin tam olarak anlaşılabilmesi için akustik ölçümler yapılmıştır. Çekirdek malzemesi olarak, polipropilen köpük ve balpeteği, PVC ve XPS köpük kullanılmıştır.

Abstract:
Sandwich structures consist of plates and core materials joined by bonding technique. A sandwich structure is reinforced with core material of low strength and high energy absorption ability, top and bottom thin metal sheets with high strength and ductility. Composite sandwich structures are widely used in high performance applications such as aerospace industries, marine industries, automotive, civil engineering and transportation industries due to their high in-plane and bending stiffness, good acoustic and thermal insulation, good corrosion resistance, high energy absorption ability.
In this study, impact and after-impact behavior of sandwich structures with surface plate carbon fiber reinforced composite consisting of different polymeric core structures were investigated. Especially, the performance of polypropylene foam core with closed cell structure, which is new to engineering applications, against other polymeric core structures in practice was investigated. Sandwich panels, which were exposed to three different impact energies, were subjected to post-impact compression tests in order to determine their damage tolerances and load-bearing capabilities. During the post-impact compression tests, acoustic measurements were made to fully understand the damage mechanism, formation and progression. Polypropylene foam and honeycomb, PVC and XPS foam were used as core material.