Eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiş kafes kiriş yapılı metamalzemelerin titreşim karakteristiklerinin sayısal ve deneysel incelenmesi

Eklemeli İmalat Yöntemi (EİY), geleneksel metotlarla üretilemeyen ya da üretilmesi zor olan karmaşık şekillerin üretimine imkân vermesi, montajlanacak parça sayısını azaltarak tümleşik üretim kabiliyetine sahip olması, çoğu durumda alternatiflerine göre düşük maliyet sağlaması gibi avantajlar sebebiyle endüstrideki uygulamacı mühendisler ve akademideki bilim insanları tarafından tercih edilmektedir. Bu durumun sonucu olarak konu üzerine yapılan çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Doğada bulunan malzemelere kıyasla daha üstün özelliklere sahip, hücre yapısının butik olarak tasarlanarak statik ve dinamik karakteristiklerinin ayarlanabilmesini mümkün kılan, karmaşık şekilli metamalzemelerin, çoğunlukla geleneksel yöntemlerle üretime elverişli olmaması metamalzeme üretiminde EİY'nin tercih edilmesinde önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada kafes kiriş yapısından oluşan çeşitli hücre şekillerine sahip sandviç plaka formunda tasarlanmış metamalzemeler incelenerek yapıların titreşim karakteristikleri ve çeşitli yükleme koşulları altındaki davranışları belirlenmiştir. Bu kapsamda; MATLAB® ortamında farklı birim hücre geometrilerine sahip yapıların doğal frekanslarını hesaplamak amacıyla Euler–Bernoulli kiriş teoremine dayalı bir çözüm aracı oluşturulmuştur. Ayrıca sonlu elemanlar yöntemini kullanan ticari bir yazılım (ANSYS®) kullanılarak bahsedilen doğal frekans değerleri doğrulanmış, çeşitli yükleme koşulları altında sandviç plakaların esneme miktarları karşılaştırılmıştır. Ortaya atılan sayısal yaklaşımın doğrulanması amacıyla 9 farklı birim hücre yapısına sahip sandviç plaka Stereolitografi (SLA) üretim yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Üretilen plakalar üzerine çekiç ve üç nokta eğme testleri uygulanarak yapılara ait doğal frekans değerleri, mod şekilleri ve çeşitli yükleme şartları altındaki esneme miktarları deneysel olarak belirlenmiştir. Matematiksel modelin deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu gözlenmiş, bu sebeple MATLAB® ortamında geliştirilen çözüm aracı kullanılarak, çeşitli birim hücre şekline sahip yapıların titreşim karakteristiklerinin herhangi bir ticari yazılıma ya da deneye ihtiyaç duyulmadan kısa sürede belirlenebileceği sonucuna ulaşılmıştır.