Alüminyum kompozit köpüklerin titreşim sönümleme kabiliyetlerinin incelenmesi
Investigation of vibration damping capabilities of aluminum composite foams
Yazar: İPEK BİNGÖL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİLHAN ÜRKMEZ TAŞKIN
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Son yıllarda yapılan bilimsel araştırmalar alüminyum metal köpük malzemelerin mühendislik ve endüstriyel uygulamaların ihtiyaçlarına yönelik malzemeler olduğunu göstermiştir. Gözenekli yapılarından dolayı sahip oldukları hafif yapıları, yüksek enerji sönümleme kabiliyetleri, çok iyi ses emme kapasiteleri ve diğer hücresel metallere kıyasla daha yüksek basma mukavemetleriyle ön plana çıkmaktadırlar. Üstün mekanik özellikleri sayesinde kullanım alanının genişlemesi bu malzemeleri araştırılmaya değer ve rekabetçi malzemeler haline getirmiştir.
Bu çalışmada, matris malzemesi olarak EN AW 5754 alaşımı ve takviye olarak SiCp (500 mesh) kullanılarak üretilmiş olan iki farklı takviye oranına (hacimce %10 ve %20) sahip alüminyum kompozit köpük malzemelerin titreşim sönümleme kabiliyetleri deneysel bir çalışma gerçekleştirilerek araştırılmıştır. Köpük malzemelerin performanslarını karşılaştırma amacı ile alüminyum alaşımı ve endüstride çoğunlukla sönüm elemanı olarak kullanılan kauçuk malzeme kullanılmıştır. Hazırlanan numuneler belirlenen frekans aralıklarında, sabit ivme genlikli sinüsoidal frekans tarama testine tabi tutularak dinamik elastik modül eğrileri elde edilmiştir. Dinamik elastik modül eğrileri karşılaştırıldığında, alüminyum kompozit metal köpük malzemenin dinamik elastik modülü endüstride sönüm elemanı olarak kullanılan kauçuk malzemenin dinamik elastik modülünden yüksek fakat alüminyum alaşımı malzemenin dinamik elastik modülünden düşük olduğu görülmüştür.
Bu deneysel çalışmalar sonucunda düşük yoğunluğa sahip alüminyum metal köpük malzemelerin, alüminyum alaşım malzemeye kıyasla daha iyi titreşim sönümleyebildiği fakat kauçuk malzeme ile kıyaslandığında titreşim sönümleme kabiliyetinin düşük olduğu görülmüştür. Alüminyum köpük malzemelerin tekrarlı kuvvetlere maruz kaldığında kısa sürede denge durumuna dönmeleri mümkün olmadığı için titreşim sönüm elemanı olarak kullanılmalarının etkin sonuç vermeyeceği ancak titreşim yalıtımı için kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Scientific research in recent years has shown that aluminum metal foam materials are materials for the needs of engineering and industrial applications. Due to their porous structure, they stand out with their light structure, high energy absorption capability, very good sound absorption capacity and higher compression strength compared to other cellular metals. The expansion of the area of use due to their superior mechanical properties has made these materials worth researching and competitive materials.
In this study, the vibration damping capabilities of aluminum composite foam materials with two different reinforcement ratios (10% and 20% by volume) produced using EN AW 5754 alloy as matrix material and SiCp (500 mesh) as reinforcement were investigated by conducting an experimental study. In order to compare the performance of foam materials, aluminum alloy and rubber material, which is mostly used as damping element in industry, were used. The prepared samples were subjected to a sinusoidal frequency scanning test with constant acceleration amplitude in the specified frequency ranges and dynamic elastic modulus curves were obtained. When the dynamic elastic modulus curves were compared, it was seen that the dynamic elastic modulus of aluminum composite metal foam material was higher than the dynamic elastic modulus of the rubber material used as the damping element in the industry, but lower than the dynamic elastic modulus of the aluminum alloy material.
As a result of these experimental studies, it has been observed that aluminum metal foam materials with low density can absorb vibration better than aluminum alloy material, but have low vibration absorption capability compared to rubber material. As it is not possible for aluminum foam materials to return to equilibrium in a short time when
subjected to repetitive forces, it is concluded that using them as a vibration damping element will not give effective results, but can be used for vibration insulation.