Katmanlı kompozit plakalar ile desteklenmiş Nomex bal peteği sandviç yapıların düşük hızlı darbe davranışının incelenmesi
Investigaton on low velocity impact behaviour of Nomex honeycomb sandwich structures reinforced by laminated composite plates
Yazar: MUHSİN ALÇI
Danışman: DOÇ. DR. RECEP GÜNEŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sandviç kompozitler ve fiber takviyeli kompozitler, mukavemetlerinin ve rijitliklerinin ağırlıklarına oranlarının yüksek olmalarından dolayı hafifliğin önemli olduğu deniz, havacılık, otomotiv, savunma ve inşaat gibi birçok farklı alanda kullanılmaktadırlar. Bu önemli avantajlarının yanında sandviç kompozitler ve fiber takviyeli kompozitler darbeye karşı oldukça hassastırlar. Düşük hızda darbe hasarının gözle fark edilememesinden dolayı bu kompozitler için en tehlikeli hasar şekli olarak düşünülmektedir.
Bu çalışmada, ilk olarak [0/90]4 şeklinde istiflenmiş E-camı/epoksi katmanlı kompozit plakanın ve daha sonra E-camı/epoksi katmanlı kompozit plakalar ile desteklenmiş Nomex bal peteği sandviç yapıların düşük hızda darbe davranışları deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. [0/90]4 şeklinde istiflenmiş E-camı/epoksi katmanlı kompozit plakalar Vakum Destekli Reçine İnfüzyon Yöntemi (Vacuum Assisted Resin Infusion Method-VARIM) ile Erciyes Üniversitesi Mekanik Laboratuvarı'nda üretilmiştir. Takviye plakalar ile Nomex bal peteği elle birleştirilerek sandviç yapılar elde edilmiştir. Darbe deneyleri ağırlık düşürme darbe cihazı ile gerçekleştirilmiştir.
Nomex bal peteği çekirdek ile [0/90]4 şeklinde istiflenmiş E-camı/epoksi katmanlı kompozit takviye plakalardan oluşan sandviç yapının sayısal olarak modellenmesinde LS-DYNA sonlu elemanlar yazılımı kullanılmıştır. Katmanlı kompozit plakaların modellenmesinde delaminasyonun şeklini ve büyüklüğünü modelleyebilen MAT 162 malzeme modeli kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar ile sayısal model arasında uyumluluk elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Düşük hızda darbe, Nomex bal peteği sandviç yapı, Katmanlı kompozit plaka, Eksplisit sonlu elemanlar metodu

Abstract:
Sandwich composites and fiber reinforced composites have been used in many different engineering applications in which the lightness is important like aviation, automotive, defense, civil and marine because of their high strength and stiffness to weigh ratios. Despite these important advantages, sandwich composites and fiber reinforced composites are vulnerable against impact. Low velocity impact damage is considered as one of the most dangerous damage type for them due to the damage can not be noticed visually.
In this study, low velocity impact behaviour of E-glass/epoxy laminated composites which has [0/90]4 stacking sequence and sandwich composite which is composed of Nomex honeycomb core and [0/90]4 E-glass/epoxy laminated composite face sheets have been investigated numerically and experimentally. The [0/90]4 E-glass/epoxy laminated composite plate was manufactured using Vacuum Assisted Resin Infusion Method (VARIM) in Mechanical Laboratory at Erciyes University. Sheet plates and Nomex honeycomb core were bonded manually in order to obtain sandwich structures. Impact tests were carried out by drop weight impact testing machine.
Numerical simulations for laminated composite facesheet reinforced Nomex honeycomb sandwich structure under low velocity impact were carried out using nonlinear finite element software LS-DYNA with implemented material model MAT 162 which is ability to predict the both orientation and shape of delamination. Good agreement with the experimental result was observed.

Keywords: Low velocity impact; Nomex honeycomb sandwich structures; Laminated composite plates; Explicit finite element method