Havacılık yapılarının birleştirilmesinde kompozit ve metal perçin bağlayıcıların mekanik davranışa etkisinin analizi

Günümüzde gelişen teknoloji ile birlikte termoplastik kompozit malzemelerin kullanım alanları giderek artmaktadır. Bu çalışma kapsamında, havacılık endüstrisinde kullanılan yapısal bağlantılarda termoplastik kompozit perçinlerin mekanik davranışları metal perçinlere alternatif olarak incelenmiştir. Çalışmanın amacı özellikle, düşük ağırlıkta yüksek dayanım gereksinimi olan hava aracı platformlarında hafiflik ve dayanım kriterleri göz önünde bulundurularak en uygun bağlayıcı tipini belirlemektir. Bu kapsamda karbon fiber takviyeli polieter keton keton (CF/PEKK) malzemesinden üretilen termoplastik kompozit perçinler, eşdeğer geometriye sahip alüminyum alaşımlı perçinlerle deneysel ve sayısal olarak karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmada, tek bindirmeli kesme testi numuneleri hazırlanmış ve bu numuneler çekme testine tabi tutulmuştur. Çekme testinden elde edilen yük-yer değiştirme değerleri gerilme- gerinim değerlerinin elde edilmesinde kullanılmıştır. Elde edilen bu veriler yardımıyla oluşturulan grafikler incelenerek CF/PEKK ve alüminyum perçinlerin mekanik davranışları karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarının doğrulanması amacıyla söz konusu test numunesi geometrisine Altair/HyperMesh yazılımında Optistruct çözücüsü kullanılarak sonlu elemanlar analizi (FEM) yapılmıştır. Deneysel ve sayısal analiz sonuçları doğrultusunda kompozit perçinlerin metal perçinlere göre daha yüksek akma dayanımına ve daha yüksek enerji sönümleme kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda kompozit malzemelerin deney esnasında kademeli hasara uğrayarak yarı-sünek davranış gösterdiği tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular doğrultusunda, CF/PEKK kompozit perçinlerin metal perçinlere güçlü bir alternatif oluşturabileceği sonucuna varılmıştır.