Eğri sandviç panellerin titreşim ve darbe davranışına delaminasyonun etkisi
Delamination effect on vibration and impact behavior of the curved sandwich panels
Yazar: MELİS YURDDAŞKAL
Danışman: DOÇ. DR. BUKET OKUTAN BABA
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sandviç kompozit malzemeler ağırlıklarına oranla yüksek mukavemet ve rijitlik göstermeleri nedeniyle birçok alanda kullanılırlar. Ancak darbeye karşı hassas olmaları, bu malzemelerin kullanımındaki en büyük dezavantajdır. Bu nedenle sandviç kompozitlerin darbe cevaplarının bilinmesi, tasarımlarında büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, delaminasyonun sandviç kompozitlerin darbe cevabı ve doğal frekansı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sandviç panellerin kabuk malzemesi dört tabakalı 0°/90°/-45°/+45° dizilimine sahip E camı/epoksi tabakalı kompozit, çekirdek malzemesi ise PVC köpüktür. Köpük ve kabuk arasında delaminasyon oluşturmak için 10 ve 25 mm çapında kesilen ve numunenin alt ve üst kabuk-çekirdek ara yüzeyinin tam ortasına yerleştirilen teflon film kullanılmıştır. Titreşim ve farklı enerji seviyelerinde düşen ağırlık testleri uygulanmadan önce numuneler 100 mm x 100 mm boyutlarında kesilerek hazırlanmıştır.
Delaminasyon çapı ve konumu, eğrilik ve darbe enerji seviyesi gibi parametrelerin darbe cevabı ve hasar modları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Temas kuvveti ve çökme ilişkisine bakılarak, sandviç kompozit numunelerin hasar sürecine dair durum ortaya konmuştur. Deneysel sonuçlar delaminasyon bulunan yüzeydeki temas kuvvetinin delaminasyon çapı arttıkça arttığını göstermektedir. Panel eğriliği arttıkça numunelerin üst kabuğundaki temas kuvvetlerinde artış, alt kabuğundaki temas kuvvetlerinde ise düşüş görülür.
Titreşim test ve analizlerine bakıldığında, serbest, basit ve ankastre mesnetlenmiş numunelerin doğal frekansının artan eğrilikle birlikte arttığı, delaminasyonla ise azaldığı görülmüştür. Delaminasyon çapındaki artış ve delaminasyon konumunun alt kabuk/köpük ara yüzeyinde olması doğal frekansı düşürmüştür.
Anahtar Kelimeler: Sandviç kompozitler, düşük hızlı darbe, delaminasyon, eğri panel, doğal frekans

Abstract:
Sandwich composite materials are used in many areas due to their high strength and stiffness to weight ratio. However, sandwich composites are susceptible to impact is the biggest drawback in the use of these materials. Therefore knowledge of the impact response of these materials is of great importance in the design of structures. Present study deals with the delamination effect on impact response and natural frequency of sandwich composite panels. The face sheets of the sandwich panel were E-glass/epoxy laminates made of four plies oriented 0°/90°/-45°/+45° and the core was PVC foam. Teflon film was used for the creation of delamination between foam and face sheet and cut in 10 and 25 millimeters in diameter and placed on the center of upper and lower surface of specimen face sheet-foam interface. The specimens were prepared by cutting out 100 mm x100 mm in dimension before vibration drop-weight impact tests were performed under different impact energy levels.
The effects of parameters like delamination diameter, delamination location, curvature and energy level on impact response and failure modes were investigated. Looking at the relationship between contact force and deflection, information on the failure process were obtained for the sandwich composites specimens. When the curvature of panels increases, the contact force of the upper face sheet of the specimen increases and the contact force in the lower face sheet decreases.
Considering the results of vibration test and analyses, natural frequency has increased with the increase of curvature for free, cantilever and fixed support while reducing with delamination. While the increases of delamination in diameter and the position of the delamination in lower face sheet-foam interface reduces the natural frequency.
Keywords: Sandwich composites, low velocity impact, delamination, curved panel, natural frequency