Kompozit plakalar arasında akışkan bölge içeren yapının düşük hızlı darbe altında etkisi
The effect of the structure containing fluid region between composite plates under low velocity impact
Yazar: ASUTAY ÇETİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BEDİ CENK BALÇIK
Başkent Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Akışkan-yapı etkileşimi = Fluid-structure interaction ; Darbe frekansı = Pulse frequency ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Lagrange yöntemi = Lagrange method ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Ticari ve savunma sektörlerinde sıklıkla kullanılan kompozit malzemelerin darbe altında dayanımı önem arz eden bir konudur. Bu tez çalışmasında akışkan bölge içeren kompozit yapıların darbe altında davranışı, aynı geometriye sahip akışkan içermeyen yapılarla karşılaştırılarak incelenmiştir. Akışkanın, içerisine hapsedileceği kavite geometrisi seçilerek deney numuneleri üretilmiştir. Darbe altında davranış, kavitesinde akışkan içeren, akışkan içermeyen ve kaviteye sahip olmayan deney numuneleri üzerine düşük hızlı darbe yüklemesi yapılarak incelenmiştir. Deney sonucu, yükleme ölçümleri ve gerinim ölçümleri elde edilerek karşılaştırılmıştır. Darbe yüklemesinin gerçekleştiği, kaviteye sahip üst plaka üzerindeki etkiler deney cihazı yük hücresi tarafından elde edilen verilerken, alt plaka üzerinde gerinim ölçerler sayesinde sonuçlar alınmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki akışkan içeren ve akışkan içermeyen deney numunelerinin darbe altında davranışları birbirinden önemli derecede farklıdır. Sayısal çalışmalar sonucu benzer davranış farklılıkları elde edilmiştir. Akışkan-yapı etkileşiminin, yapı davranışı üzerine etkisinin yüksek olduğu görülmüştür. Deneysel çalışma ve sayısal çalışma sonuçlarının uyumlu olduğu görülmüştür.

Abstract:
The strength of composite materials under impact loading is an important issue, which are frequently used in the commercial and defense industries. In this thesis, the behavior of composite structures containing fluid region under impact loading was investigated by comparing them with structures without fluid region with the same geometry. Experimental specimens were produced by choosing the geometry of the cavity in which the fluid was trapped. Behavior under impact was investigated by applying low-velocity impact loading on test specimens which are containing fluid, fluid-free, and flat plate. The test results were compared by obtaining the loading measurements and strain measurements. While the data of impact effects on the top plate with the cavity, where the impact loading applied, were obtained by the load cell of test device. The data of impact effects on bottom plate were obtained from strain gauges. The results show that the behavior of fluid-containing and fluid-free test specimens under impact loading is significantly different. Similar behavioral differences were obtained as a result of numerical studies. It is observed that the fluid-structure interaction has a significant effect on the structure behavior. Parallel results were obtained as a result of experimental studies and numerical studies.