Düşük hızlı darbeler sırasında cam takviyeli alüminyum kompozitlerin enerji dağılımı davranışının analizi

Cam elyaf takviyeli alüminyum (GLARE) laminatlar, düşük yoğunluk, yüksek özgül mukavemet ve üstün yorulma direncini bir arada sunmasına rağmen, termal ve darbe yüklerinin birleşik etkileri altındaki performansları yeterince karakterize edilmemiştir. Bu çalışma, GLARE 4A 3/2-0.4 panellerin düşük hızlı düşürme ağırlıklı darbelere üç farklı sıcaklıkta (25 °C, 60 °C ve 90 °C) ve üç farklı enerji seviyesinde (40 J, 60 J ve 90 J) tepkisini incelemektedir. Modellemede kullanılacak sıcaklığa bağlı veriler, 0° ve 90° fiber yönelimlerinde tek eksenli çekme testleri, Dinamik Mekanik Analiz (ASTM D3039, EN 6032) ve Termomekanik Analiz (ASTM D696) ile elde edilmiştir. LS-DYNA sonlu eleman modeli, oda sıcaklığındaki darbe olayını simüle ederek deneysel eğilimleri yorumlamak için bir referans oluşturmuştur. Darbe sonrası hasar, ultrasonik C-tarama, X-ışını bilgisayarlı tomografi, makro-fraktografi ve aktif termografi kullanılarak değerlendirilmiş; çukur derinliği ile iç çatlak, fiber kırılması ve delaminasyon arasındaki ilişki ortaya konmuştur. 80 °C'de dört güne kadar uygulanan termal yorgunluk işlemleri sonrasında hem bileşen malzemeler (Al 2024-T3, FM 94 epoksi) hem de tam laminatlar üzerinde ASTM D2344'e göre yapılan ara tabaka kayma testleri, arayüz bütünlüğünde azalma olduğunu göstermiştir. Bulgular, yüksek sıcaklıkların enerji soğurma kapasitesini artırmakla birlikte delaminasyon ve yüzey ezilmesini şiddetlendirdiğini; uzun süreli ısınmanın ise artan ara yüzey gerilmeleri nedeniyle kayma mukavemetini daha da düşürdüğünü ortaya koymaktadır. Kontrollü darbe testleri, termomekanik karakterizasyon, gelişmiş tahribatsız muayene yöntemleri ve doğrulanmış sayısal modellemeyi entegre eden bu çalışma, GLARE'ın birleşik termo-darbe davranışına yönelik kapsamlı bir çerçeve sunarak havacılık uygulamalarında tasarım optimizasyonu, bakım planlaması ve yapısal güvenilirlik açısından değerli katkılar sağlamaktadır.