Kenevir esaslı kompozit yapıların dinamik davranışı

Bu çalışmada, kenevir esaslı lamine kompozit yapıların serbest titreşim davranışı hem nümerik modelleme hem de deneysel olarak araştırılmıştır. Çalışma, iki temel yapısal formu içermektedir: eğri kompozit kirişler ve lamine dikdörtgen plakalar. Çalışmanın temel amacı, saf ve hibrit kenevir elyaf takviyeli kompozitlerin dinamik performansını değerlendirmek ve kenevir elyaflarının, özellikle cam elyaf olmak üzere, geleneksel sentetik takviyelere sürdürülebilir bir alternatif olarak uygulanabilirliğini değerlendirmektir. Eğri kirişler ve lamine plakaların serbest titreşimine ait temel denklemler, Birinci Mertebe Kesme Deformasyon Teorisi (FSDT) çerçevesinde sanal iş ilkesi kullanılarak türetilmiştir. Büyük genlikli titreşim gösteren lamine plakalar için denklemler, doğrusal olmayan Green-Lagrange gerinim ifadelerine dayalı olarak formüle edilmiştir. Titreşim denklemlerindeki mekânsal türevler, Genelleştirilmiş Diferansiyel Kareleme (GDQ) yöntemiyle hesaplanmıştır. Mekanik özellikleri belirlemek amacıyla, kenevir, karbon ve cam lifi ile takviye edilmiş lamine numunelere tek eksenli çekme testleri uygulanmıştır. Çekme ve titreşim testi numuneleri, Vakum Destekli Reçine Transfer Kalıplama (VARTM) yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Birinci mod doğal frekansları ve sönüm oranları, dokuz farklı kompozit kiriş için bir titreşim test düzeneği kullanılarak deneysel olarak ölçülmüştür. Geliştirilen nümerik modeller, deneysel veriler ve literatürdeki mevcut sonuçlarla karşılaştırılarak doğrulanmış; yüksek uyum göstermiş ve modellerin doğruluğu ile güvenilirliğini kanıtlamıştır. Doğrulama sonrasında, eğrilik oranı, boy/en oranı, tabaka dizilimi, sınır şartları ve hibrit lif konfigürasyonlarının doğal frekans üzerindeki etkisini incelemek üzere parametrik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Deneysel ve nümerik bulgular, doğal frekans performansı açısından en yüksek değerin saf karbon kompozitte elde edildiğini göstermiştir. Saf karbon kompozitleri takiben, belirli karbon/kenevir hibrit konfigürasyonları, karbon/cam hibrit konfigürasyonlarından daha yüksek doğal frekans değerleri sergilemiştir. CHHHC (C: karbon, H: kenevir) ve CHCHC gibi tabaka dizilimleri, sınır şartlarından bağımsız olarak farklı konfigürasyonlarda karbon/cam hibritlerinden daha yüksek frekans değerleri göstermiştir. Genel olarak sonuçlar, dikkatli şekilde tasarlanmış kenevir esaslı hibrit laminatların yapısal uygulamalar için umut vadeden doğal frekans değerleri sunduğunu ortaya koymaktadır.