Petek Yapılı Kompozit Levhaların Eğilme Davranışlarının İncelenmesi



Benzer belgeler
Murat Yavuz Solmaz Accepted: January ISSN : mysolmaz@firat.edu.tr Elazig-Turkey

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

PETEK YAPILI SANDVİÇ YAPILARDA KÖPÜK DOLGUNUN KRİTİK BURKULMA YÜKÜNE ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK TESPİTİ

MATERIALS. Basit Eğilme. Third Edition. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf. Lecture Notes: J. Walt Oler Texas Tech University

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

ELİPSOİT PETEK YAPILI SANDVİÇ YAPILARIN BURKULMA DİRENÇLERİNİN SAYISAL VE DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI ÖZET ABSTRACT

DOİ: /fmbd ARAŞTIRMA MAKALESİ Karbon Fiber Kompozit Sandviç Levhaların Yanal Mukavemet Davranışlarının Araştırılması

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mukavemet I Final Sınavı

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

T.C. TURGUT ÖZAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

KADEMELENDİRİLMİŞ KÖPÜK MALZEMELERİN SANDVİÇ KİRİŞİN DARBE DAVRANIŞINA ETKİSİ

Nlαlüminyum 5. αlüminyum

BURKULMA DENEYİ DENEY FÖYÜ

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

MECHANICS OF MATERIALS

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Genel Laboratuvar Dersi Eğilme Deneyi Çalışma Notu

Beton Yol Kalınlık Tasarımı. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu

Çekme testi ve gerilme-birim uzama diyagramı

DÖRTGEN DELİKLİ KOMPOZİT LEVHALARDA ELASTO- PLASTİK GERİLME ANALİZİ

FL 3 DENEY 4 MALZEMELERDE ELASTĐSĐTE VE KAYMA ELASTĐSĐTE MODÜLLERĐNĐN EĞME VE BURULMA TESTLERĐ ĐLE BELĐRLENMESĐ 1. AMAÇ

Tek Tesirli Yapıştırma Bağlantılarında İlerlemeli Hasar Analizi Progressive Failure Analysis on the Single Lap Bonded Joints

Fiber Takviyeli Polimer (FRP) Uygulanan Betonarme Kirişlerde Moment-Eğrilik İlişkisi

ALÜMİNYUM PLAKALAR İLE TAKVİYELENDİRİLMİŞ ALÜMİNYUM BAL PETEĞİ SANDVİÇ YAPILARIN DÜŞÜK HIZLI DARBE DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Bölüm-4 MALZEMELERDE ÇEKME-BASMA - KESME GERİLMELERİ VE YOUNG MODÜLÜ Malzemelerde Zorlanma ve Gerilme Şekilleri

YARI-KÜRESEL ENGEL KONULAN BİR KANAL İÇERİSİNDE ISI GEÇİŞİ VE AKIŞIN SAYISAL İNCELENMESİ

Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted : tabaka dizilimi için ve en düşük hasar yükü ise N ile [60 0 ] 4

DAİRESEL DELİKLİ TABAKALI KOMPOZİT LEVHALARDA DENEYSEL VE SAYISAL HASAR ANALİZİ

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Pirinç(MS58) ve Çelik(ST37) Malzemelerinden Yapılmış Kirişlerin Deneysel, Teorik ve Sonlu Elemanlar Yöntemi Kullanılarak Çökme Analizinin Yapılması

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

Malzemenin Mekanik Özellikleri

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Saf Eğilme (Pure Bending)

BETONARME KİRİŞLERİN KOMPOZİT MALZEMELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ. Zeki ÖZCAN 1 ozcan@sakarya.edu.tr

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Burulma (Torsion): Dairesel Kesitli Millerde Gerilme ve Şekil Değiştirmeler

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006 SOĞUK ÇEKİLMİŞ LEVHA MALZEMELERDE GERİLME ANALİZİ

Mesnet Şartlarının Betonarme Kısa Kirişlerin Davranışına Etkisinin Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

SÜLEYMAN DEMİ REL ÜNİ VERSİ TESİ MÜHENDİ SLİ K-Mİ MARLIK FAKÜLTESİ MAKİ NA MÜHENDİ SLİĞİ BÖLÜMÜ MEKANİK LABORATUARI DENEY RAPORU

BAL PETEĞİ DOLGUYA SAHİP SANDVİÇ YAPILARIN BÜKME YÜKÜ ALTINDAKİ DAVRANIŞLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Düzlemine Dik Doğrultuda Yüklenmiş Tabakalı Kompozit Levhalarda Elasto-Plastik Gerilme Analizi

Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted : tabaka dizilimi için ve en düşük hasar yükü ise N ile [60 0 ] 4

Momentum iletimi. Kuvvetin bileşenleri (Momentum akısının bileşenleri) x y z x p + t xx t xy t xz y t yx p + t yy t yz z t zx t zy p + t zz

Alkaliye Dayanıklı Cam Elyafla Güçlendirilmiş Betonun Performansı YUWARAJ M. GHUGAL* AND SANTOSH B. DESHMUKH

TABAKALI KOMPOZİT PLAKLARIN AĞIRLIK DÜŞÜRME TESTİ SONRASI BASI MUKAVEMETLERİNİN BELİRLENMESİ. Mehmet Aktaş, Yusuf Arman, Ramazan Karakuzu

HAVACILIKTA KULLANILAN KOMPOZİT YAPILARDA İKİLİ BURÇ UYGULAMASININ İNCELENMESİ

DELİK AÇILMIŞ PVC KOR İÇEREN DENİZEL SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

genel denklemin elde edilebilir. Şekil 1' den, M=P.V yazılabilir. Böylece elastik eğri denklemi

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

PROF.DR. MURAT DEMİR AYDIN. ***Bu ders notları bir sonraki slaytta verilen kaynak kitaplardan alıntılar yapılarak hazırlanmıştır.

MENGENE HESAPLARI A-VĐDALI MENGENE MĐLĐ.

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Kompozit Malzemeler. Tanım:

DÜZLEM ÇUBUK ELEMAN RİJİTLİK MATRİSİNİN DENEYSEL OLARAK BELİRLENMESİ

BASINÇ ALTINDAKİ ÇELİK ELEMANLARIN TAŞIMA GÜCÜ HESABI

2005/2006 ÖĞRETİM YILI GÜZ YARIYILI MUKAVEMET 1 DERSİ 1. VİZE SORU VE CEVAPLARI

ELYAF TAKVİYELİ KOMPOZİT MALZEMELER İÇİN MİKROMEKANİK ESASLI KIRIM KISTASI EMRE FIRLAR KAAN BİLGE MELİH PAPİLA 0º 90º 90º 0º

DEFORMASYON VE STRAİN ANALİZİ

MMU 420 FINAL PROJESİ. 2015/2016 Bahar Dönemi. Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi

Kompozit Malzemeler. Tanım:

REZA SHIRZAD REZAEI 1

FONKSİYONEL KADEMELENDİRİLMİŞ DAİRESEL PLAKALARIN KATMAN YAPISININ DÜŞÜK HIZLI DARBE DAVRANIŞINA ETKİSİ

7. STABİLİTE HESAPLARI

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ/MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ/MEKANİK ANABİLİM DALI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ

Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin

Alüminyum Bal Peteği Yapılarda Oluşan Eğilme Kuvvetlerinin Çoklu Regresyon İle İncelenmesi

MUKAVEMET SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-I DERS NOTU

MATERIALS. Kavramı. Third Edition. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf. Lecture Notes: J. Walt Oler Texas Tech University

PLANE LOADED COMPOSITE LAMINATE PLATES RESIDUAL STRESS ANALYSIS

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

BİR ASANSÖR KABİNİ SÜSPANSİYONU İÇİN DÜŞME ANALİZİ

MMU 420 FINAL PROJESİ


MAKİNE ELEMANLARI 1 GENEL ÇALIŞMA SORULARI 1) Verilen kuvvet değerlerini yükleme türlerini yazınız.

29- Eylül KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü ( 1. ve 2. Öğretim 2. Sınıf / B Şubesi) Mukavemet Dersi - 1.

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi


34. Dörtgen plak örnek çözümleri

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

ÖZHENDEKCİ BASINÇ ÇUBUKLARI

İKİ BOYUTLU RASGELE DAĞILI E-CAM LİFİ/POLYESTER MATRİS KOMPOZİTLERDE YÜKLEME HIZININ MUKAVEMET ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Transkript:

Fırat Üniv. Mühendislik Bilimleri Dergisi Fırat Univ. Journal of Enginering 22 (1), 1-11, 2010 22(1), 1-11, 2010 Petek Yapılı Kompozit Levhaların Eğilme Davranışlarının İncelenmesi M. Yavuz SOLMAZ, Mete Onur KAMAN, Kadir TURAN, Adın TURGUT Fırat Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 23119, Elazığ msolmaz@firat.edu.tr (Geliş/Received:05.03.2009; Kabul/Accepted:24.09.2009) Özet Bu çalışmada, altıgen petek (balpeteği) apılı kompozit levhaların eğilme davranışları incelenmiştir. Kompozit levhaların üze örtüsü, polester/cam fiberden üretilmiş olup petek hücre malzemesi olarak polester emdirilmiş kâğıt ve alüminum kullanılmıştır. Farklı hücre boutlarında anı hacme sahip petek apılı levhalar üç nokta eğilme deneine maruz bırakılarak hücre oğunluğu ve petek malzemesinin eğilme daanımına etkisi araştırılmıştır. Sonuçta levhaların eğilme daanımı, petek hücrelerin kama rijitlikleri ve modülü tespit edilmiştir. Kâğıt hücreli levhaların eğilme daanımlarının alüminum hücrelilere göre daha üksek olduğu bulunmuştur. Alüminum hücreli levhalarda ük ugulanan bölge civarında bölgesel hücre ezilmesi ve kama hasarları, kâğıt hücreli levhalarda ise bu hasarlara ek olarak bölgesel çatlaklar ve kısmen üze örtüsü/hücre arılması gözlemlenmiştir. Petek apı hücre oğunluğunun artmasıla levhaların eğilme daanımları ve hücrelerin kama rijitlikleri artmıştır. Anahtar kelimeler: Balpeteği kompozit levhalar, Üç nokta eğme denei, Kompozit malzemeler. Investigation of Bending Behaviors of Honecomb Sandwich Panels Abstract In this stud, bending behavior of honecomb sandwich panels was investigated. Face sheet of honecomb sandwich panels was produced from polester/glass fiber composite. For core materials, polester impregnated paper and aluminum were used. Effect of core densit and core material on bending strength was examined b using three point bending test for honecomb sandwich panels with the same volume but different core dimensions. The results of bending tests were used to determine the bending strength of panels and shear stiffness and modulus of cores. It was found that bending strength of paper core was higher than that of aluminum core. At the near field of the loaded zone, local core crush and shear failure were observed for the aluminum core panels. However, for the paper core panels, in addition to these failures local cracks and partl face sheet core debonding were observed. Bending strength and shear stiffness of cores increased with increasing core densit of honecomb sandwich panels. Kewords: Honecomb sandwich panels, Three point bending test, Composite materials. 1. Giriş Petek apılı kompozit levhaların üretimi zor ve pahalı olmasına rağmen; üksek enerji sönümleme kabilieti, hafiflik, üksek kama ve eğilme rijitliği gibi özellikleri nedenile kullanım alanını havacılık, uza ve otomotiv endüstrisinde hızla arttırmaktadır. Petek apılı kompozit levhaların hücre kısmını altıgen petek a da balpeteği denilen hafif oğunluklu kısım oluşturur (Şekil 1). Petek hücre boutları levhanın oğunluğunu belirler. Balpeteği hücrelerin alt ve üst üze örtüsü ile kaplanması sonucunda sandviç kompozit levhalar elde edilmiş olur. Yüze örtüsü olarak genellikle kompozit plakalar kullanılır. Hücre oğunluğu, üksekliği ve malzemesinin anında kompozit üze örtü malzemesi seçimi petek apılı kompozit levhaların kullanılacağı ere göre tasarımcılar için çeşitli seçenekler sunar. Bu durumda ideal petek apılı kompozit levha seçiminde, belirlenen levhanın mekanik

M. Yavuz Solmaz, Mete Onur Kaman, Kadir Turan, Adın Turgut özellikleri ön plana çıkar. Özellikle üze örtü malzemesi, petek apılı kompozit levhaların eğilme daanımı üzerinde önemli role sahiptir. Paik ve diğ. [1], denesel ve teorik olarak gerçekleştirdikleri çalışmalarında alüminum petek hücreli kompozit levhaların daanımlarını tespit etmişlerdir. Basitleştirilmiş teorik bağıntılardan ararlanarak buldukları levha daanımlarını üç nokta eğme, eksenel basma ve anal ezilme deneleri sonucunda elde ettikleri sonuçlarla karşılaştırmışlar ve sonuçları grafikler halinde sunarak kompozit levhalarda oluşan hasar karakteristiklerini belirlemişlerdir. Bunawanichakul ve diğ. [2], hücre malzemesi olarak kâğıt, üze örtüsü olarak ise karbon fiber/epoksi kompozit levha kullanarak ortasında pim bulunan petek apılı levhalardan tek pimi çıkarma testi (pull-out) gerçekleştirmişlerdir. Hücre kaması ve burkulması, üze örtüsü hasarı ve pimin kompozit levhadan çıkması sırasında oluşturduğu ezilme hasarlarını lineer olmaan sonlu elemanlar metodula modelleerek sonuçları denesel verilerle karşılaştırmışlardır. Akta ve diğ. [3], sonlu elemanlarda katı modellemee ugun homojenleştirilmiş malzeme modeli ve arı uarlamalı saısal eşleşme (SAC) tekniği kullanarak petek apılı kompozit levhaların ezilme davranışlarını modellemişler ve SAC modelinin ezilme davranışı ve hasar oluşumunu modellemee daha ugun olduğunu tespit etmişlerdir. Yüze örtüsü Petek apılı hücre Şekil 1. Petek apılı kompozit levha ve hücre boutları. Galletti ve diğ. [4] tarafından, eğilmee maruz petek apılı kompozit levhaların hasar tipleri ve daanımları araştırılmıştır. Çalışmada hasar oluşumunun üze örtüsünün mekanik daanımının aşıldığı durumda medana geldiğini belirlenmiştir. Fiedler ve Öchsner [5], farklı hücre tipindeki sandviç apıların eğilme davranışlarını inceleerek bu apıların eğilme daanımlarını ve hasar tiplerini belirlemişlerdir. Hücre malzemesi olarak; petek, alüminum köpük ve küre şeklinde boşluklu metal apılar kullanmışlardır. He ve Hu [6], petek apılı kompozit levhalarda üze örtüsü ile hücre ağırlık oranlarının %50 66.7 arasında olması gerekliliğini belirlemişlerdir. Bu ağırlık oranı aralığında üretilen numunelerin eğilme daanımları ile teoriksel değerler arasında uumlu sonuçlar elde etmişlerdir. Belouettar ve diğ. [7], dört nokta eğme testi ugulaarak petek apılı kompozit levhaların orulma davranışlarını incelemişlerdir. Çalışmalarında petek hücre oğunluğu ve boutunun maksimum ük, hasar başlangıcı ve ilerlemesi üzerine etkisini araştırmışlardır. Jen ve diğ. [8], petek apılı kompozit levhalarda üze örtüsü ile petek hücrenin apıştırıcı ile birleştirilmesi durumunda kullanılan apıştırıcı miktarının eğilme orulması üzerine etkisini araştırmışlardır. Sonlu 2

Petek Yapılı Kompozit Levhaların Eğilme Davranışlarının İncelenmesi elemanlar metodunu kullanılarak ara üze gerilmelerini elde etmiş ve bu gerilmeleri orulma ömrünün tahmini için kullanmışlardır. Othman ve Barton [9] statik ve dinamik çarpma ükü etkisindeki petek apılı kompozit levhalarda hasar başlangıcı ve ilerlemesini araştırmışlardır. Üç nokta eğme denei aparak sandviç levhaların ük taşıma, enerji sönümleme karakteristikleri ve hasar mekanizmalarını tespit etmişlerdir. Etkili hasar mekanizmalarını; ük temas üzei etrafında basınç hasarı, hücre ezilmesi ve üze örtüsü çekme hasarı olarak belirlemişlerdir. Daniel ve Abot [10], denesel olarak sandviç levhaların eğilme davranışlarını denesel olarak araştırmış ve elde ettikleri sonuçları teoriksel sonuçlarla karşılaştırarak, sonuçların birbirile uumlu olduğunu göstermişlerdir. Pan ve diğ. [11] tarafından alüminum petek hücreli kompozit levhaların eksenel kama deformason davranışı incelenmiştir. Kama testi sonucunda ük-er değiştirme grafiğinden; kama ükünün maksimum bir değere ulaştığını bu değerden sonra ani bir düşüş gösterdiğini ve daha sonra ükün sabit kaldığını gözlemlemişlerdir. Kama deformason sürecini; elastik deformason, plastik deformason, hücre duvarı kırılması ve petek hücreleri ile üze örtüsünün arılması şeklinde tanımlamışlardır. Arslan ve Kaman [12], alüminum, polester reçine emdirilmiş cam elaf ve kâğıt petek hücreli kompozit levhalar üreterek, basma ve çarpma ükleri altında bu levhaların, maksimum daanım, kırılma, deformason ve enerji sönümleme özelliklerini araştırmışlardır. Bu çalışmada, farklı hücre oğunluklarında anı hacme sahip kâğıt ve alüminum petek hücreli kompozit levhalar üretilmiştir. Hücrelerin alt ve üst üzeleri rastgele dağılımlı cam fiber/polester kompozit plakalarla örtülerek kompozit sandviç apılar elde edilmiş ve bu numuneler üç nokta eğme deneine tabi tutulmuştur. Eğme denei sonucunda sandviç levhaların eğilme daanımları ve petek hücre apılarının kama rijitlikleri tespit edilmiştir. 2. Petek Yapılı Kompozit Levhaların Üretimi Petek apılı kompozit levhalar; balpeteği şeklindeki hücrelerin ve üze örtüsü plakalarının üretilmesi ve daha sonra bu iki apının birleştirilmesile elde edilirler. Petek apıların üretiminde uzatma ve kıvırarak şekil verme olmak üzere genellikle iki temel teknik kullanılır [12]. Bu çalışmada petek hücre malzemesi olarak 0.15 mm kalınlığında alüminum ve ortalama 0.45 mm kalınlığında polester reçine emdirilmiş kâğıt kullanılmıştır. Polester emdirilmiş kağıdın polester hacim oranı % 77.8, kağıdın hacim oranı ise % 22.2 dir. 48 mm genişliğinde şerit halinde hazırlanan petek malzemeleri öncelikle altıgen kesitli metal kalıplar arasına erleştirilmiş daha sonra kalıplar sıkıştırılarak kıvrılmış şeritler elde edilmiştir. Üretilen şeritlerin hücre duvarları apıştırıcı kullanılarak birleştirilmiş ve altıgen kesitli petek apılı (balpeteği) hücreler elde edilmiştir (Şekil 2). Alüminum levha Kıvrılmış şerit Şeritlerin birleştirilmesile elde edilen petek apılı hücre Kıvırma kalıpları Şekil 2. Petek hücrelerinin üretim aşamaları. 3

M. Yavuz Solmaz, Mete Onur Kaman, Kadir Turan, Adın Turgut Şekil 3. Farklı hücre boutlarına sahip metal kalıplar ve üretilen petek apılı hücreler. Levhaların sıkıştırılması esnasında kalıp ile levhalar arasındaki sürtünmeden dolaı petek malzemesinde oluşacak kesme ve ırtılma hasarını önlemek amacıla kalıp ağlanmıştır. Şekil 3 de şerit halindeki levhaların kıvrılma işleminde kullanılan farklı hücre boutuna sahip kalıplar ve üretilen balpeteği hücreler gösterilmiştir. Bu çalışmada üze örtü malzemesi olarak cam fiber ve polester reçineden oluşan kompozit levhalar kullanılmıştır. Matris malzemesi olarak, Erco Polester E-6 döküm tipi polester reçine, sertleştirici (hardener) olarak Erco Mek Peroksit Ece Perox ve hızlandırıcı olarak da Erco Kobalt Oktaat (%6) - Ece Drer kullanılmıştır. Karışım oranı olarak 50 gr reçinee karşılık 4 gr sertleştirici ve 4 gr hızlandırıcı seçilmiştir (50:4:4). Matris malzemesi içerisine iki tabaka halinde rastgele dağılıma sahip cam fiber erleştirilerek ortalama t =2.4 mm kalınlığında kompozit üze örtüsü plakaları üretilmiştir. Üretilen polester/cam fiber üze örtüsünün fiberin hacim oranı % 49.32, polester hacim oranı ise % 50.68 dir. Kompozit plakaların katılaşması sırasında petek hücreler plakaların üzerine erleştirilerek üze örtüsü ile petek hücrelerin sıvı haldeki matris ardımıla birleşmesi sağlanmıştır. Bu işlem neticesinde matris malzemesi ile üze örtü malzemesinin ük altında ideal etkileşimi sağlanmıştır. Katılaşma sürecini tamamlaan kompozit plaka ile ona apışmış haldeki petek hücre apısının diğer üzei de anı işlemler tekrarlanılarak petek hücrelerin her iki tarafı kompozit plakalar ile kapatılmıştır (Şekil 4). Oda sıcaklığında katılaşma sürecini tamamlaan sandviç apı tel testere ile petek hücre boutlarında kesilerek dene numuneleri hazırlanmıştır. 3. Üç Nokta Eğme Denei Üretilen kompozit levhaların eğilme davranışları üç nokta eğme denei ile incelenmiştir. H=5, 15 ve 25 mm olmak üzere üç farklı hücre boutunda üretilen petek apıların resmi ve hücre saıları ise Tablo 1 de, dene numunelerinin boutları ise Şekil 5 de verilmiştir. Eğme deneleri UTEST (1kN) marka üniversal çekme/basma test cihazında 0.5 mm/dak. basma hızında gerçekleştirilmiştir. Dene sonucunda farklı hücre oğunluğuna sahip numunelerin ük-sehim grafikleri elde edilmiştir. Şekil 4. Petek hücre ile kompozit plakanın birleştirilmesi. 4

Petek Yapılı Kompozit Levhaların Eğilme Davranışlarının İncelenmesi Malzeme Tablo 1. Eşit hacimli numunelerin hücre bout ve saıları. Hücre boutu (H:mm) 5 15 25 Alüminum Hücre Saısı 127 28 11 Hücre boutu (H:mm) 5 15 25 Kâğıt Hücre Saısı 127 28 11 Yüze örtüsünün eğilme gerilmesi (σ), petek hücrelerin ise kama gerilmesi taşıdığı kabul edilerek (Şekil 5); levhaların apmış olduğu toplam sehim miktarı; 3 Pl Pl δ = + (1) 48 E I 4 AG h şeklinde azılabilir [1,13,14]. Burada; E : Yüze örtüsünün elastisite modülü, I : Atalet momenti, P : Ugulanan ük, l : Mesnetler arası mesafe, A : Petek hücrenin kesit alanı ( A = T W ), G h : Petek hücrenin kama modülüdür. Şekil 5 e göre üze örtünün eğilme rijitliği; 5

M. Yavuz Solmaz, Mete Onur Kaman, Kadir Turan, Adın Turgut Yük (P) 85 mm 85 mm σ t τ x T P/2 l=125 mm P/2 W=45 mm t Şekil 5. Dene şartları ve numune boutları. 2 3 T + t t D = E = I E 2 W t + (2) 2 12 olarak azılır [6]. Pratik ugulamaların çoğunda t 0.02 < < 0.1 oranı geçerli olup, T çalışmamızda bu oran 0.05 tir. T + t T kabul edildiğinde (2) eşitliği aşağıdaki şekle dönüşür [1,6, 10]. D E I 1 E 2 W t T 2 = = (3) Yüze örtüsünün elastisite modülünü hesaplamak amacıla çekme numunesi hazırlanmış ve dene sonucunda elde edilen gerilme-şekil değiştirme grafiği Şekil 6 da verilmiştir. Kompozit malzemenin fiber doğrultusu rasgele dağılımlı olduğundan fiber takviesi (1) ve fiber takviesine dik doğrultudaki (2) elastisite modülleri birbirine eşit olup Şekil 6 daki gerilme-şekil değiştirme grafiğinin eğiminden E1 = E2 = E = 5500 MPa olarak hesaplanmıştır. (3) eşitliği kullanılarak, petek apılı kompozit levhaların eğilme rijitliği D = 684.3 10 6 Nmm 2 olarak bulunmuştur. Üretilen petek hücrelerin kama rijitliklerini hesaplamak amacıla (1) eşitliği; l S = Gh A = (4) 3 1 l 4( ) m 48 D şeklinde azılabilir. Burada; m : Her bir eğilme numunesine ait ük-sehim sehim grafiğinin başlangıç eğimidir ( δ P ). Petek apılı kompozit levhanın maksimum eğilme daanımı; E M σ = (5) D dır. Burada; : üze örtüsü kesitinin tarafsız eksenden olan uzaklığı olup, M : maksimum eğilme momenti ise, P l M = (6) 4 değerine eşittir. P : Eğilme denei sonucu elde edilen ük sehim grafiğindeki maksimum kritik T + t T ük değeridir. = şartı azılarak 2 2 (5) eşitliği; σ = P l 4W T t (7) olarak elde edilir [1,6]. 6

Petek Yapılı Kompozit Levhaların Eğilme Davranışlarının İncelenmesi 500 450 1 400 Gerilme (MPa) 350 300 250 200 150 P 2 100 50 0 0 0,015 0,03 0,045 0,06 0,075 0,09 Şekil değiştirme oranı (%) Balpeteği üze örtüsü malzemesi, polester/cam fiber Şekil 6. Yüze örtüsünün gerilme-şekil değiştirme grafiği. 4. Sonuçlar Üç nokta eğme denei sonucunda farklı hücre boutlarına sahip alüminum ve kâğıt petek apılı kompozit levhalar için elde edilen ük-sehim grafikleri sırasıla Şekil 7 ve 8 de verilmiştir. Levhaların maksimum eğilme daanımları ve hücrelerin kama gerilmeleri Şekil 7 ve 8 de görülen ük-sehim grafiklerinin lineer bölgesinden ararlanılarak tespit edilmiştir. Grafikler incelendiğinde kâğıt hücreli levhaların maksimum kritik ük değerinin alüminum hücreli levhalara göre daha üksek olduğu görülmektedir. Polester emdirilmiş kâğıdın elastisite modülü aklaşık olarak 7 GPa (Şekil 9), alüminumun elastisite modülü ise 70 GPa olmasına rağmen, kâğıdın et kalınlığının (0.45 mm) alüminuma göre (0.15 mm) daha fazla olması, buna bağlı olarak da ük etkisindeki altıgen kesit kalınlığının artması bu sonucun ortaa çıkmasına neden olmaktadır. En üksek kritik ük değeri H=5 mm için kâğıt petek apılı levhada 5106.72 N olarak, en düşük ük değeri ise alüminum malzeme için H= 25 mm hücre boutunda 427.61 N olarak bulunmuştur. Hücre boutunun artmasına bağlı olarak hem maksimum ük değerinin hem de rijitliğin her iki petek hücre malzemesi için azaldığı görülmüştür. Yük-sehim grafiklerinden elde edilen eğim ve maksimum kritik ük değerleri kullanılarak (4) ve (7) eşitlikleri ardımıla alüminum ve polester reçine emdirilmiş kâğıt hücreli kompozit levhaların farklı hücre boutu için eğilme daanımları ( σ ), petek hücre kama rijitlikleri ( S ) ve kama modülleri ( G h ) elde edilmiş ve Tablo 2 de verilmiştir. Hücre boutunun artması maksimum kritik ük değerinin azalmasına dolaısıla da numunelerin eğilme daanımlarında düşüşe neden olmuştur. Kâğıt hücreli levhaların tamamının eğilme daanımları alüminum hücreli olanlardan daha üksektir. H=25 mm hücre boutundaki kâğıt hücreli levha için σ = 8.71 MPa iken, H= 5 mm alüminum hücreli levha için bu değer 8.32 MPa dır. 7

M. Yavuz Solmaz, Mete Onur Kaman, Kadir Turan, Adın Turgut 1800 1500 = 1831,2x + 175,53, H=5 mm Yük (N) 1200 900 600 = 904,62x - 45,147, H=15 mm 300 0 = 503,75x + 65,575, H=25 mm 0 5 10 15 20 25 Sehim (mm) H=5 mm H=25 mm H=15 mm H=5 mm kritik ük değeri H=15 mm kritik ük değeri H=25 mm kritik ük değeri Şekil 7. Alüminum petek hücreli kompozit levhaların farklı hücre boutları için ük-sehim grafikleri. 7000 Yük (N) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 = 2945,6x + 32,857, H=5 mm = 2200,2x - 93,737, H=15 mm = 1056,3x + 17,327, H=25 mm 0 5 10 15 20 25 Sehim (mm) H=5 mm H=15 mm H=25 mm H=5 mm kritik ük değeri H=15 mm kritik ük değeri H=25 mm kritik ük değeri Şekil 8. Kâğıt petek hücreli kompozit levhaların farklı hücre boutları için ük-sehim grafikleri. Hücre boutunun artmasıla hem kâğıt hem de alüminum hücrelerin kama modülleri azalmıştır. En üksek kama modülü H=5 mm de 51.66 MPa olarak kâğıt için elde edilmiştir. Anı hücre boutuna sahip kâğıt hücrelerin kama modülleri Al göre daha üksektir. Petek apılı kompozit levhaların eğilme daanımlarının anı sıra oluşan hasar tiplerinin de belirlenmesi önemlidir. Hücre malzemesinin anı sıra petek hücre ile üze örtüsünü birleştirmek amacıla kullanılan apıştırıcının, ük temas üzei etrafında oluşan hücre ezilmesi, kama davranışı vb. hasar tipleri oluşumu üzerine önemli etkisi vardır. Çalışmada kompozit plakanın petek apı ile katılaşma öncesi birleştirilmesi sağlanmış, dolaısıla da cam fiber/polester plaka ile petek apının etkileşimi hasar tiplerini etkilemiştir. 8

Petek Yapılı Kompozit Levhaların Eğilme Davranışlarının İncelenmesi Gerilme (MPa) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 = 7081,7x - 3,1071 0 0,005 0,01 0,015 0,02 Şekil değiştirme oranı (%) Kağıt/polester hücre malzemesi Doğrusal eğim Şekil 9. Polester emdirilmiş kâğıt hücre malzemesinin gerilme-şekil değiştirme grafiği. Tablo 2. Farklı hücreli petek apılı kompozit levhaların eğilme daanımları ve hücre kama rijitlikleri. H m (N/mm) P (N) σ (N/mm 2 ) S (N) G h (N/mm 2 ) 5 2945.60 5106.72 30.78 111596.37 51.66 Kâğıt 15 2200.20 3008.97 18.14 79105.56 36.62 25 1056.30 1445.60 8.71 35221.65 16.31 Alüminum 5 1831.20 1379.75 8.32 64217.48 29.73 15 904.62 602.61 3.63 29876.46 13.83 25 503.75 427.61 2.57 16228.29 7.51 Alüminum hücreli kompozit levhalarda ük temas üzei etrafında dene başlangıcında petek hücre duvarı burkulması, bölgesel hücre ezilmesi ve de ük artışına bağlı olarak üze örtüsü ile hücre birleşim bölgesinde kama gözlemlenmiştir (Şekil 10). Bu durum diğer hücre boutundaki alüminum petek apılı kompozit levhalar için de geçerlidir. Kâğıt petek hücreli kompozit levhaların hasar davranışları, alüminum petek hücreli kompozit levhadakiler ile benzer davranışlar göstermiştir. Ancak ük temas bölgesi etrafında belirli bir ük sonrası eğilme etkisile oluşacak kama gerilmesi, H=15 9 ve 25 mm hücre boutlarında hücre duvarı burkulması sonrasında 45 0 lik açılarda çatlak oluşumlarına sebep olmuştur [2, 7]. Bu durum H= 15 mm hücre boutu için Şekil 11 de gösterilmiştir. H=5 mm boutundaki hücreler için ise kama rijitliğinin artmasından dolaı hasar üze örtüsü ile hücrelerin arılması şeklinde oluşmuştur (Şekil 12). Yük artışı ile alüminum hücrelerdekine benzer olarak, ükün ugulanma bölgesi civarında hücre ezilmesi hasarı medana gelmiştir.

M. Yavuz Solmaz, Mete Onur Kaman, Kadir Turan, Adın Turgut Bölgesel hücre ezilmesi Hücre kamaları Şekil 10. H=25mm için alüminum petek hücreli kompozit levhanın hasar aşamaları Hücre duvarı burkulması Hücre ezilmesi 45 0 çatlak oluşumu Şekil 11. H=15mm için kâğıt petek hücreli kompozit levhanın hasar aşamaları. Bölgesel hücre / üze arılması Şekil 12. H=5mm için kâğıt petek hücreli kompozit levhanın hasar aşamaları. 5. Tartışma Petek apılı kompozit levhalar gittikçe artan kullanım alanlarıla günümüzün mühendislik apılarındandır. Hücre boutu, et kalınlığı ve üze örtü malzemesi petek apılı kompozit apıların kullanım eri ve amacına ugun olarak optimum özelliklerde belirlenmesi gereken parametrelerdir. Bu çalışmada H=5, 15 ve 25mm hücre boutlarında alüminum ve polester 10 reçine emdirilmiş petek apılı kompozit levhaların üç nokta eğme denei ile eğilme daanımları, petek hücrelerin ise kama rijitlikleri tespit edilmiştir. Dene sonucunda alüminum ve kâğıt hücreli levhalarda oluşan hasar mekanizmaları incelenmiş ve elde edilen sonuçlar aşağıda sunulmuştur:

Petek Yapılı Kompozit Levhaların Eğilme Davranışlarının İncelenmesi Petek apılı kompozit levhaların üze örtüsü olan cam fiber/polester kompozit plakanın eğilme rijitliği 684.3 10 6 Nmm 2 olarak hesaplanmıştır. Polester reçine emdirilmiş kâğıt hücreli kompozit levhaların eğilme daanımları, bütün hücre boutları için alüminum hücreli kompozit levhalardan daha üksek olarak elde edilmiştir. Hücre boutunun artmasına bağlı olarak, eğilme daanımında hem kâğıt hem de alüminum hücreli numuneler için azalma gözlenmiştir. Kâğıt hücreli levhaların kama rijitlikleri ve kama modülleri anı hücre boutuna sahip alüminum levhalara göre daha üksek olarak tespit edilmiştir. Alüminum hücreli bütün kompozit levhalarda medana gelen hasarlar; ük temas üzei etrafında petek hücre duvarı burkulması, bölgesel hücre ezilmesi ve artan üklerde üze örtüsü ile hücrelerin birleşim bölgesindeki hücreler arasında kama şeklindedir. Kâğıt hücreli kompozit levhalarda medana gelen hasarlar; H=15 ve 25 mm hücre boutları için, ük temas üzei etrafında hücre duvarı burkulması, ük artışına bağlı olarak 45 0 lik açılarda çatlak oluşumları ve bölgesel hücre ezilmesi şeklindedir. H=5 mm hücre boutuna sahip numunelerde; hücre boutunun azalmasından dolaı kama rijitliği arttığı için kompozit plaka ile hücreler arası arılma hasarı medana gelmiştir. Kanaklar 1. Paik, J.K., Anil K. Thaamballi, A.K. and Kim, G.S. (1999). The strength characteristics of aluminum honecomb sandwich panels. Thin- Walled Structures, 35(3), 205 231. 2. Bunawanichakul, P., Castanié, B. and Barrau, J.J. (2008). Non-linear finite element analsis of inserts in composite sandwich structures. Composites: Part B, 39(7-8), 1077-1092. 3. Akta, L., Johnson, A. F. and Kroplin, B.H. (2008). Numerical modelling of honecomb core crush behaviour. Engineering Fracture Mechanics, 75(9), 2616 2630. 4. Galletti, G.G., Vinquist, C. and Es-Said, O.S. (2008). Theoretical design and analsis of a honecomb panel sandwich structure loaded in pure bending. Engineering Failure Analsis, 15(5), 555 562. 5. Fiedler, T. and Ochsner, A.(2008). Experimental analsis of the flexural properties of sandwich panels with cellular core materials. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 39(2), 121,124. 6. He, M. and Hu, W. (2008). A stud on composite honecomb sandwich panel structure. Materials and Design, 29(3), 709 713. 7. Belouettar, S., Abbadi, A., Azari, Z., Belouettar, R. and Freres, P.(2009).Experimental investigation of static and fatigue behaviour of composites honecomb materials using four point bending tests. Composite Structures, 87(3), 265 273. 8. Jen,Y.M., Ko, C. W. and Lin, H.B. (2009). Effect of the amount of adhesive on the bending fatigue strength of adhesivel bonded aluminum honecomb sandwich beams. International Journal of Fatigue, 31(3), 455 462. 9. Othman, A.R. and Barton, D.C.(2008). Failure initiation and propagation characteristics of honecomb sandwich composites. Composite Structures, 85(2), 126 138. 10. Daniel, I.M. and Abot, J.L. (2000). Fabrication, testing and analsis of composite sandwich beams. Composites Science and Technolog, 60(12-13), 2455-2463. 11. Pan, S.D., Wu, L.Z., Sun, Y.G., Zhou, Z.G. and Qu, J.L. (2006). Longitudinal shear strength and failure process of honecomb cores. Composite Structures, 72(1), 42 46. 12. Arslan, N. ve Kaman, M.O.(2002). Alüminum, kağıt ve cam elaf petek apılı kompozitlerin üretim teknikleri ve mekanik özelliklerinin araştırılması. Dokuz Elül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 4(3), 113-123. 13. Hazizan, M.A. and Cantwell, W.J. (2003). The low velocit impact response of an aluminium honecomb sandwich structure. Composites: Part B, 34(8), 679 687. 14. Hexcel Composites. (2000). Hexweb TM Honecomb Sandwich Design Technolog, Publication No. AGU 075b, 28s. 11