Hatalı tabaka bulunduran kompozit kirişin titreşim ve eğilme davranışlarının analitik ve sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi

Kompozit malzemeler havacılık, uzay, ulaşım, inşaat, elektronik ve gıda endüstrileri gibi mühendislik uygulamalarında hafif olmaları, yüksek dayanım ve şekil tutma, yapısal ve darbe dayanımı, yüksek eğilme sertliği, mukavemet ve enerji emilimi gibi özellikleri nedeniyle kullanılmaktadır. Son yıllarda özellikle havacılık sektörünün ihtiyaç duyduğu düşük ağırlıklı, yüksek mukavemetli kompozit malzemelerin kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Özellikle tabakalı kompozit malzemeler bu alanda önemli bir yere sahiptir. Oldukça sık kullanılmaya başlanan kompozit malzemelerde en önemli problemlerden biri teorik olarak hesaplanan değerlerin deneysel sonuçlarla uyuşmamasıdır. Bunun başlıca sebeplerinden biri de üretim aşamasında teorik olarak hesaba katılmayan bazı hatalı üretimlerin; kompozit parçanın mekanik özelliklerini etkilemesidir. Yapılan çalışmada üretimden kaynaklanan bazı hataları temsil etmesi açısından diğer tabakalara göre mekanik özellikleri %30 daha az olan kompozit bir tabaka oluşturulmuş ve bu tabaka hatalı tabaka olarak ifade edilmiştir. On tabakadan oluştuğu düşünülen kompozit kirişte hatalı kompozit tabakanın kiriş üzerindeki konumu değiştirilerek titreşim ve eğilme davranışları analitik ve sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir. Tabaka dizilimleri olarak literatürde sık kullanılan simetrik ve asimetrik dizilimler kullanılmıştır. Kompozit kiriş için malzeme olarak grafit/epoksi ve boron/epoksi seçilmiş, her iki malzeme türü için bütün çözümler verilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda analitik çözüm ve sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen sonuçlar birbirine oldukça yakın elde edilmiştir. Hem grafit/epoksi hem de boron/epoksi için kompozit kirişe hatalı tabaka eklendiğinde beklendiği üzere maksimum çökme değeri artarken doğal frekans değeri ise azalmıştır. Simetrik ve asimetrik dizilimler de kompozit kirişte hatalı tabakanın bulunduğu konumun eğilme ve titreşim davranışlarında önemli ölçüde etkili olduğu belirlenmiştir ve bununla ilgili sonuçlar detaylı bir şekilde verilmiştir.