Fonksiyonel Derecelendirilmiş Tamamen Kompozitten Üretilmiş Sandviç Yapıların Geliştirilmesi


Albayrak M., Kaman M. O., Şahan M. F., Azarkan E., Yanen C., Gür M., et al.

TÜBİTAK Projesi, 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı, 2024 - 2027

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Destek Programı: 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı
  • Başlama Tarihi: Eylül 2024
  • Bitiş Tarihi: Mart 2027

Proje Özeti

Kompozit malzemeler yoğunluk, mukavemet, ağırlık vb. avantajlarından dolayı uzay, havacılık, akustik ve mühendislik

uygulamalarında yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Kompozit sandviç yapılarda bu alanlarda enerji sönümleme

özelliğinden kaynaklı daha iyi performans göstermek için imalat teknolojilerindeki gelişmelerle beraber kullanıma

başlanmıştır. Ancak sandviç yapılarda daha iyi bir verim sağlamak için hücre yapılarında yapılacak fonksiyonel

değişimler ile kullanım alanlarındaki ihtiyacı karşılama kapasitesini artırılabilmektedir. Dolayısıyla bu çalışmada, sandviç

yapılardaki düzenli hücresel yapılara alternatif olarak, hücre yapısındaki geometrik ve boyutsal olarak yapılan tasarım

değişikliklerinin sandviç yapılardaki etkisi deneysel ve sayısal olarak incelenecektir. Bu değişikliğin hücre yapısında

kullanmanın en önemli amacı ağırlık azaltımı ile beraber mukavemet ve enerji emme kapasitesini artırmaktır. Bu amaçla

önerilen çalışmada, cam fiber takviyeli prepregin kullanılacağı, kalınlığı boyunca üç faklı hücre boyutuna sahip çekirdek

yapılı sandviç tasarımı yapılmıştır. Böylece kalınlığı boyunca fonksiyonel derecelendirilmiş bir çekirdek oluşturulmuştur.

Bu durum sandviç yüzeyinin taşıyacağı istenilen sertlik ve mukavemete göre, yapının ağırlığının optimum seviyede

tutulmasını sağlayacaktır. Bu noktada önemli bir ayrıntı hücrelerin pratikte uygulaması kolay bir şekilde üretilip çekirdek

yapıya dönüştürülmesidir. Yöntem bölümünde ayrıntıları verilen üçgen çekirdek yapı ile pratik uygulamaya kolaylıkla

imkan sunan bir şekilde sandviç yapıların oluşturulması planlanmıştır. Sonuçların deneysel başarısını ölçmek amacıyla

benzer bir çekirdek yapı aynı zamanda halka kesitli olarak ta üretilecektir. Elde edilen bu sandviç yapılar üzerinde

basma ve düşük hızda darbe testleri yapılacaktır. Yine bu çalışmada hücre yapılarında yapılan değişiklikle elde edilen

fiber takviyeli sandviç kompozitler için ilerlemeli hasar analizi hem statik hem de dinamik testler için yapılarak deneysel

sonuçlar doğrulanacaktır. Sandviç üretimi sonucu yapılacak deneysel çalışmalar belirli bir sayıda tutulmuştur. Deneysel

ve sayısal çalışma sonucunda elde edilecek uyuma göre, optimum fonksiyonel derecelendirilmiş çekirdek geometrisi

için parametrik çalışmanın yapılması gerekecektir. Bu nedenle de çalışmanın ikinci bölümünü sayısal analizler

oluşturacaktır. Sonlu elemanlar analizi Ansys ve Ls-Dyna programında yapılacaktır. Optimum hücre boyutu, hücre

duvar kalınlığı ve yüzey kapağı tabaka sayısı, üretile bilirlik sınırları içerisinde, belirlenecektir.