İnce cidarlı ve bal peteği takviyeli kompozit plakların anlık basınç yükü altındaki dinamik davranışlarının deneysel ve sayısal yöntemlerle incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the dynamic behavior of thin-walled and honeycomb reinforced composite plates under blast load
Yazar: LİNA İRTEGÜN
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL BAYER ; PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering ; Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Uçak Mühendisliği = Aircraft Engineering
Dizin: Basınç yükü = Pressure load ; Gerinim ölçer = Strain gauge ; Kompozit levhalar = Composite plates ; Mesnet = Support ; Modal analiz = Modal analysis

Özet:
Bu çalışmada öncelikle, kompozit plakaların nasıl üretildiği, deney numunelerinin su jeti ile kesimi anlatılmış ve çekme deneyleri gerçekleştirilerek, malzeme özellikleri tespit edilmeye çalışılmıştır. Çekme deneyleri esnasında iki eksenli gerinim ölçerler kullanılmıştır. Bu kapsamda, malzemelerin kalınlık boyunca değişen özelliklerini tespit etmek amacıyla, epoksi çekme numuneleri üretilmiştir. Daha sonra, aynı model elyaflar kullanılarak, bir adet ince cidarlı ve bir adet bal peteği takviyeli sandviç kompozit plaka üretilmiştir. 
İnce cidarlı kompozit plaka, KE/KE/KE/KE/CE/CE/CE/CE katman dizilimiyle, sandviç plaka ise, KE/KE/KE/KE/PP/CE/CE/CE/CE katman dizilimiyle imal edilmiştir. Tüm kompozit malzeme üretimlerinde, aynı marka reçine ve sertleştirici aynı oranlarda karıştırılarak elde edilmiştir. Plakalar ankastre mesnet sınır koşullarında deneye maruz bırakılacağı için anlık basınç yükü test düzeneğinin bağlantı parçaları kullanılarak çerçeve boyutlarına göre CNC ile kestirilip, vida delikleri açılmış ve kenarlarından ankastre mesnetli olarak modal testler kapsamında çekiç testi gerçekleştirilmiştir. Böylece, plakaların doğal frekansları deneysel yöntemlerle elde edilmiştir. Çekiç testi esnasında ankastre mesnetin ve polipropilen malzemenin etkisi hakkında bir yorumda bulunabilmek amacıyla, plaka serbest bir şekilde asılarak, çekiç testi yinelenmiştir. Çekme testlerinden elde edilen malzeme özellikleri kullanılarak, ANSYS paket program yardımıyla modal analizler gerçekleştirilip, elde edilen sonuçlar çekiç testi sonuçları ile kıyaslanmıştır. 
Anlık basınç deneyleri için, plakalara 3 eksenli, dörder adet gerinim ölçer yapıştırılmıştır. Bu testlerde kullanılan membranların anlık yüksek basınç nedeniyle yırtılırken yaprak gibi açılarak basıncın plakanın yüzeyine doğrudan etki etmesinin sağlanması oldukça önemlidir. İnce cidarlı plaka için, bir membran ve iki membran kullanılarak üçer adet atış yapılmıştır. Sandviç plaka için ise, birer, ikişer ve üçer adet membran kullanılarak üçer adet atış yapılmıştır. Tekli, ikili ve üçlü membranların yırtılarak patlama basınçları tespit edilmiştir. 48 kanallı gerinim ölçüm cihazı ile alınan veriler işlenerek, zamana bağlı gerinim grafikleri çizilmiştir. 

Anahtar Kelimeler: Katmanlı kompozit levha, modal test, gerinim ölçer, ankastre mesnet, anlık basınç yükü testi

Abstract:
In this study, first of all, how the laminated composite plates are produced, including the cutting process of the tests specimens with water jet, is explained. Then, the material properties are tried to be determined by performing tensile tests. Biaxial strain gauges were used during the tensile tests. In this context, epoxy tensile test specimens were obtained in order to determine the changing mechanical properties of the materials along the thickness. Then, using the same type fiber orientation, one thin-walled and one honeycomb reinforced sandwich composite plate was produced.  
Thin-walled composite plate is manufactured with KE/KE/KE/KE/CE/CE/CE/CE layering, and sandwich plate is manufactured with KE/KE/KE/KE/PP/CE/CE/CE/CE layering. For all composite material production, the same brand of resin and hardener were mixed in the same proportions. Since the plates will be subjected to the test in the built-in boundary conditions, they were cut by CNC according to frame dimensions, screw holes were drilled, the condition of built-in edges were ensured by using the connection parts of the blast load test setup. Then the hammer tests were carried out. Thus, the natural frequencies of the plates were obtained by experimental methods. The hammer tests was repeated by hanging the plate freely in order to be able to comment on the effect of the built-in support and the polypropylene material. Using the material properties determined by the tensile tests, modal analyzes were performed with the help of the ANSYS program and the results obtained were compared with the hammer test results. 
For blast loading tests, four 3-axis strain gauges are attached to the plates. Membranes are important members for these tests because they enable the pressure to affect directly the surface of the plate while they tear like leaves due to the high pressure. For the thin-walled plate, three shots were made using one membrane and two membranes. For the sandwich plate, three shots were made using one, two and three membranes each. Burst pressures were determined by tearing single, double and triple membranes. Time dependent strain graphs were drawn by processing the data obtained with a 48-channels strain measurement device. 

Keywords: Laminated composite plates, modal test, strain gauge, built-in, blast loading test