Düşük hızlı darbelere maruz tabakalı kompozit yapıların davranışı

m ÖZET Bu tezin amacı, düşük hızlı darbeye maruz fiber takviyeli tabakalı kompozitlerin dinamik davranışım değerlendirmektir. Cam fiber/epoksi kompozitinin zamana bağlı analizi üzerine deneysel ve nümerik araştırma yapılmıştır. Nümerik olarak hesaplanan temas kuvveti-zaman değerleri, deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Düşük hızlı darbeye maruz tabakalı kompozitlerde darbe hızının, darbe kütlesinin, kompozit plağın boyutlarının ve kalınlığının önemi belirlenmiştir. Düşey konumlandırılmış bir ağırlık düşürme test makinası, düşük hızlı darbe testleri yapmak üzere Mekanik Laboratuvarında geliştirilmiştir. Ağırlık düşürme cihazının yan küresel uçlu kafa kısmına yerleştirilmiş bir piezoelektrik kuvvet ölçer darbe esnasındaki kuvvet-zaman diagramını verir. Darbe testleri 1 m/sn, 2 m/sn ve 3 m/sn' lik artan darbe hızlarında ve 135 g ve 2600 g'lık darbe kütlelerinde yapılmıştır. Karşılıklı iki tarafı ankastre ve diğer iki tarafı serbest olan 150 mm'ye 150 mm, 150 mm'ye 100 mm ve 150 mm'ye 50 mm'lik plak boyutları ile deneyler yapılmıştır ve darbe yükü her bir plağın merkezine uygulanmıştır. Farklı yığılım dizilerine sahip tabakalı kompozit malzemelerde tek yönlü ve örgü fiber formu seçilmiştir. Zamana bağlı dinamik sonlu eleman analizi yapabilen 3DIMPACT programını kullanarak tabakalı kompozitlerin nümerik değerlendirmesi de yapılmıştır. Kompozit plak ve vurucu kafa arasındaki temas kuvveti, plağın merkezindeki maksimum düşey yerdeğiştirme, darbe esnasındaki gerilmeler ve birim şekil değişimleri zamanın fonksiyonu olarak elde edilmiş ve nümerik hesaplamalarla kompozit tabakaların ayrışma büyüklükleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, kompozit malzemenin dinamik davranışı üzerine deneysel testler ve nümerik simülasyon ile sonuçlar elde edilmiş ve düşük hızlı darbeye maruz kompozit plakların optimum dizayn problemine bir yaklaşım sunulmuştur.