Sıcaklık etkisi altındaki tabakalı kompozit plakların statik ve titreşim davranışlarının incelenmesi

Kompozit malzemeler iki ya da daha fazla malzemelerin bir araya gelerek daha üstün bir malzeme elde etmek amacıyla oluşturulan malzemelerdir. Kompozit malzemeler içinde sıkça tercih edilen tabakalı (laminantlı) kompozitler birçok mühendislik uygulamalarında kullanılmaktadır. Tabakalı kompozit yapılarda oluşan olumsuz durumlardan biri olan tabaka birleşimlerindeki çatlaklar, özellikle yüksek sıcaklık etkisinde oldukça sık görülmekte ve yapının göçmesine neden olmaktadır. Bu yüzden yüksek sıcaklığa maruz yapılarda kullanılan kompozit tabakalı yapıların mekanik davranışlarının iyi analizi ve yorumlanması oldukça önem arz etmektedir. Bu çalışmada sıcaklık etkisi altındaki kenarlarında serbestçe mesnetlenmiş tabakalı kompozit plakların, sıcaklığa bağlı malzeme özelliği ile birlikte statik ve titreşim davranışları incelenmiştir. Tabaka malzeme özellikleri ortotropik ve sıcaklığa bağlı olarak değişmektedir. Kayma etkilerinin dikkate alan birinci mertebeden kayma şekil değiştirme plak teorisi ile birlikte virtüel iş prensibinden yararlanılarak probleme ait yönetici denklemler elde edilmiştir. Elde edilen denklemler Navier yöntemi ile çözülmüştür. MATLAB programında algoritmalar yazılarak ve sayısal sonuçlar elde edilmiş, grafikleri çizdirilmiştir. Çalışmada, malzeme özelliklerinin sıcaklığa bağlı olması özelliği ile birlikte kompozit plağın farklı tabaka sayıları, tabaka dizilimleri, fiber yönlenme açıları, sıcaklık değerleri ve plağın geometrik özelliklerine göre, sıcaklık artışı ile birlikte statik ve titreşim sonuçları elde edilmiş ve yorumlanmıştır. Kompozit plağa ait yer değiştirmeler, gerilmeler, doğal frekanslar tablolar ve grafikler üzerinden sunulmuştur. Malzeme özelliklerinin sıcaklığa bağlı olma ve olmama durumları arasındaki farklar, statik ve titreşim sonuçları üzerinden etraflıca incelenmiş ve kıyaslanmıştır. Birinci mertebeden kayma şekil değiştirme plak teorisi ve bu teorinin özel durumu olan klasik plak teorisi arasındaki farklar ise sıcaklık etkisi ile birlikte yer değiştirmeler, gerilmeler ve doğal frekanslar yönünden elde edilmiş ve yorumlanmıştır. Literatürde konuya yakın çalışmaların özel sonuçları ile karşılaştırma çalışmaları yapılmıştır.