Kompozit balsa yapıların mekanik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, farklı konfigürasyonlarda üretilen bio çekirdekli sandviç kompozit yapıların mekanik özellikleri deneysel ve nümerik olarak araştırılmıştır. Çekirdek elemanda 4, 6, 8 ve 10 mm kalınlıklardaki balsa odunları kullanılmıştır. Sandviç yapının alt ve üst yüzeylerinde [0º], [0/90º] ve [±45º] fiber oryantasyon dilimlerinde, 8 ve 12 tabakalı cam elyaf/epoksi kompozitler kullanılmıştır. Vakum infizyon yöntemi ile üretilen sandviç yapıların dış yüzey fiber dizilimi değişimi ile birlikte tabaka sayısı ve çekirdek kalınlığı artışının eğilme, darbe ve basma dayanımı üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, sandviç numunelere üç nokta eğilme, düşük hızlı darbe ve kenar basma testleri uygulanmıştır. ASTM C-393 standardına uygun olarak gerçekleştirilen üç nokta eğilme testi sonucu maksimum hasar yükü, yüzey gerilmesi ve çekirdek kayma gerilmesi değerleri belirlenmiştir. ANSYS paket programında oluşturulan sonlu elemanlar modeli ile deneysel ve nümerik veriler karşılaştırılmıştır. Düşük hızlı darbe deneyinde 15, 30, 45 ve 60 J enerji değerinde testler gerçekleştirilmiştir. Darbe enerjisi artışına bağlı olarak maksimum temas kuvveti, deplasman ve absorbe edilen enerji değerleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Kenar basma testleri ASTM C-364 standartına uygun olarak yapılmıştır. Elde edilen maksimum hasar yükü ve basma gerilmesinin belirlenen sandviç paramatrelerine göre değişimleri incelenmiştir. Her üç test sonucunda hasarlı numuneler görüntülenmiş, balsa odunu ve kompozit elemanda oluşan hasar tipleri belirlenmiştir.