Farklı Poisson oranına sahip fonksiyonel kademelendirilmiş takviye elemanlı sandviç kompozitlerin mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of the mechanical behavior of functionally graded sandwich composites with different Poisson ratios
Yazar: SAFA EKRİKAYA
Danışman: DOÇ. DR. MUNİSE DİDEM DEMİRBAŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Poisson oranı, bir malzeme çekme tesirinde ise yanal daralmanın kuvvet uygulanan yöndeki eksenel uzamaya oranının negatifi, basma tesirinde ise yanal uzamanın kuvvet uygulanan yöndeki eksenel daralmaya oranının negatifidir. Birçok malzemenin Poisson oranı pozitif değere sahipken, Poisson oranı negatif olan doğal ve yapay malzemelerde bulunmaktadır. Poisson oranı negatif olan malzemelere Auxetic malzemeler denir. Auxetic malzemeler pozitif Poisson oranına sahip malzemelerden çok farklı olarak, çekme tesiri altında yanal uzama, basma tesiri altında yanal daralma davranış gösterirler. 
Bu çalışmada yeni Re-entrant Silindirik (REC) hücre yapılı Auxetic malzeme önerilmiş ve 3B yazıcı ile PLA, ABS ve Fonksiyonel Kademelendirilmiş (FK) olarak üretilmiştir. Yeni üretilen REC yapının Poisson oranını belirlemek için basma testi yapılmıştır ve negatif Poisson oranına sahip olduğu gösterilmiştir. Literatür ile karşılaştırılmış ve yeni REC hücre geometrisine sahip FK Auxetic malzemenin mekanik özelliklerinin iyileştiği ifade edilmiştir. Önerilen yeni REC hücre geometrilerinden 90°-135° çift silindirik kabuklu RE (dar REC) geometrisinin Poisson oranının, 90°-180° çift silindirik kabuklu RE (geniş REC) yapısının Poisson oranından büyük olduğu gösterilmiştir. Ayrıca üretilen yeni REC hücreler ile Al plakaların çekirdek yapısını oluşturacak şekilde sandviç kompozit üretilerek düşük hızlı darbe testi yapılmıştır. Bu sonuçlara göre yeni REC hücreli FK çekirdekli sandviç yapının darbe dayanımını artırdığı gösterilmiştir.

Abstract:
Poisson's ratio is the negative of the ratio of lateral contraction to axial elongation in the direction where the force is applied when a material is under tensile effect, and it is the negative of the ratio of lateral elongation to axial contraction in the direction where the force is applied when it is under compression effect. While many materials have a positive Poisson ratio, there are also natural and artificial materials with a negative Poisson ratio. Materials with a negative Poisson ratio are called Auxetic materials. Auxetic materials, unlike materials with positive Poisson's ratio, show lateral elongation under tensile effect and lateral contraction under compression effect. 
In this study, Auxetic material with a new Re-entrant Cylindrical (REC) cell structure was proposed and produced as PLA, ABS and Functionally Graded (FK) with a 3D printer. Compression test was performed to determine the Poisson ratio of the newly produced REC structure and it was shown to have a negative Poisson ratio. It was compared with the literature and it was stated that the mechanical properties of the FK Auxetic material with the new REC cell geometry improved. Among the proposed new REC cell geometries, it has been shown that the Poisson ratio of the 90°-135° double cylindrical shell RE (narrow REC) geometry is greater than the Poisson ratio of the 90°-180° double cylindrical shell RE (wide REC) structure. In addition, a low-speed impact test was carried out by producing a sandwich composite to form the core structure of the Al plates with the newly produced REC cells. According to these results, it has been shown that the new REC cell FK core sandwich structure increases the impact strength.