Düzlem içi bası yüklemelerine maruz sandviç yapılı kompozit panellerin burkulma dayanımlarının en iyilemesi

Sandviç yapılı kompozitler genel olarak birçok endüstriyel ve yapısal uygulamada kullanılan çok yönlü ve geliştirilebilir malzemelerdir. Birçok alanda kullanılmasının sebepleri arasında düşük ağırlık, yüksek mukavemet, iyi termal ve akustik yalıtım, yüksek rijitlik, tasarım esnekliği ve korozyon direnci gibi üstün özellikleri gelmektedir. Bu tezde çeşitli geometrik ve düzlem içi yükleme senaryoları için maksimum burkulma mukavemetine sahip sandviç yapılı kompozitler elde etmek hedeflenmiştir. Tezde iki ayrı çalışma bulunmaktadır. Bu hedef doğrultusunda ilk çalışma için literatürden yüzey tabakası olarak grafit/epoksi yüzlü ve alüminyum petek çekirdekli sandviç yapılı kompozit seçilmiştir. Sonrasında optimizasyon prosedüründe kullanılacak program kodları literatürde daha önce çözülmüş burkulma problemleri ile doğrulanmıştır. Bu çalışmada referans çalışmaya çok yakın kritik burkulma yükü değerleri elde edilebilmiştir. Daha sonra, sandviç yapılı kompozitlerin daha fazla burkulma mukavemetinin mümkün olup olmadığını araştırmak için kod doğrulamasında dikkate alınan problemler kullanılarak bir ön optimizasyon çalışması yapılmıştır. Bu çalışma sonucunda sandviç panellerde kompozit yüzeylerin optimum fiber yönelimleri ile daha büyük kritik burkulma yüklerinin simetrik sınır şartı altında MATLAB programı içerisinde kullanılan genetik algoritma (GA) ile elde edilebileceği görülmüştür. Tezin ikinci çalışmasında literatürden aynı malzemeler dikkate alınarak oluşturulan sandviç yapılı kompozit panellerin kritik burkulma yükleri maksimize edilmiştir. Sandviç panellerin grafit/epoksi yüzlerinde geleneksel −45°, 0°, 45°, 90° fiber açıları kullanılarak optimum fiber açı dizilimli tasarımları için, çeşitli plaka en-boy oranları ve düzlem içi yükleme oranları için iki tip çekirdek ve yükleme dikkate alınarak Tsai-Wu hasar kriteri altında optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Belirlenen problemler MATLAB programı ile oluşturulan GA/SQPA hibrit algoritması kullanılarak çözülmüştür. Sonuçlar, dikkate alınan çoğu plaka en-boy (a/b) ve yükleme oranları (Ny/Nx) için belirlenen Nx = 100 N/mm ve 200 N/mm yükleri altında her iki çekirdek tipinde de burkulmaya dayanımı maksimum ve ilk tabaka hasarına uğramamış optimum tasarımlar elde edildiğini göstermektedir.