Polimer dolgulu bal peteği hibrit yapıların düşük hızlı darbe davranışlarının incelenmesi
Investigation of low-speed impact behavior of polymer-filled honeycomb hybrid structures
Yazar: MUHAMMED İHSAN ÖZGÜN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN BURAK KARADAĞ ; DOÇ. DR. YASİN RAMAZAN EKER
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bal Peteği yapılar hafiflik ve mekanik dayanım açısından tercih edilen yapısal tasarımlardır. Bal peteği sandviç panel tasarımları, havacılık, savunma ve lojistik gibi hafiflik ve sağlamlığın ön plana çıktığı uygulamalarda sıklıkla tercih edilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, değişen hücre boyutu, folyo kalınlığı ve yükseklik ölçülerinde imal edilen alüminyum bal peteği sandviç panellere darbe yüklerinin sandviç yapılarında meydana getirdiği kalıcı hasar oluşumunu azaltmak amacıyla ani yüklemelerde viskoelastik davranış gösteren silikon esaslı polimer olan RTV-2 köpük haline getirilerek hibrit bir yapı oluşturulmuştur. RTV-2, oda sıcaklığında kürlenen bir polimer olmasına karşın alüminyum bal peteği içerisinde gerçekleştirilen köpük üretim süreci ile birleştirilerek termal olarak kürlenmesi sağlanmıştır. RTV-2 polimer köpük yapısı, deneysel çalışmalar ile belirlenen ağırlıkça % 20 oranında düşük saflıkta (%80 safiyette) grafit ilavesi ile mekanik özellikler açısından modifiye edilmiştir. Belirtilen bal peteği geometrik parametrelerinde köpük dolgusu yapılan ve yapılmayan sandviç panel numuneler, düzlem dışı basma, makro indentasyon ve düşük hızlı darbe testlerine tabi tutulmuştur. Basma testlerinde dolgulu numunelerde daha az burkulma hasarı meydana gelmiştir. Yarı küresel uç ile yapılan makro indentasyon testlerinde sandviç panellerin hasar oluşum mekanizması değişmiştir. Düşük hızlı darbe testlerinde RTV-2 polimer köpük dolgusu, alüminyum bal peteği sandviç panellerde penetrasyon için gereken enerji miktarını artırmıştır. RTV-2 polimer yapısına ilave edilen grafitin moleküler düzeyde etkileşimi Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi ile analiz edilmiş., dinamik mekanik analiz (DMA) ve termogravimetrik analiz (TGA) ile köpürtme sürecinin parametreleri belirlenmiştir.

Abstract:
Honeycomb structures are the preferred structural designs for lightness and mechanical strength. Honeycomb sandwich panel designs are frequently chosen in aviation, defense, and logistics applications, where lightness and robustness come to the fore. Within the scope of this thesis study, a hybrid structure was formed by foaming RTV-2. This silicone-based polymer shows viscoelastic behavior in sudden loads into RTV-2 foam to reduce the formation of permanent damage caused by impact loads on aluminum honeycomb sandwich panels manufactured in varying cell sizes, foil thickness, and height dimensions. Although RTV-2 is a room-temperature curing polymer, it is thermally cured by combining it with the foam production process in an aluminum honeycomb. The RTV-2 polymer foam structure was modified in terms of mechanical properties with the addition of 20 wt% low-purity graphite (80% purity) determined by experimental studies. Sandwich panel specimens with and without foam filling at the specified honeycomb geometrical parameters were subjected to out-of-plane compression, macro indentation, and low velocity impact tests. In compression tests, less buckling damage occurred in filled specimens. In macro indentation tests with a semi-spherical tip, the damage mechanism of the sandwich panels changed.