Tabaka diziliminin tabakalı kompozit plakların titreşimi üzerindeki etkisi

Tabakalı kompozit plaklar, farklı malzeme katmanlarının belirli bir düzen ve yönde birleştirilmesiyle oluşturulan, yüksek mekanik dayanım ve rijitlik sağlayan çok tabakalı yapılardır. Bu özellikleri sayesinde havacılık, otomotiv, denizcilik ve yapı mühendisliği gibi dinamik yüklemelere maruz kalan sektörlerde yaygın olarak kullanılırlar. Çalışmada, farklı tabaka sayıları ve tabaka dizilimlerinin tabakalı kompozit plakların doğal titreşim frekansları ve titreşim modları üzerindeki etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Analizlerde, Python programlama dili kullanılarak geliştirilmiş bir betik yardımıyla ANSYS MAPDL sonlu elemanlar çözüm ortamında rastgele 250 farklı tabakalı kompozit plak modeli oluşturulmuştur. Bu modellerde malzeme özellikleri, plak boyutları, sınır koşulları ve ağ yapısı sabit tutulmuştur. Modeller, 0°, ±30°, ±45°, ±60° ve ±90° oryantasyon açılarına sahip tabakalardan oluşan, simetrik, antisimetrik ve ortotrop dizilimli dört kenarından basit mesnetli kompozit tabakalı kare plaklardan oluşturulmuştur. Bu amaç doğrultusunda, her bir model için ilk dört doğal frekans değeri hesaplanarak tablo ve grafik şeklinde sunulmuştur. Bu çalışmada tabaka sayısı ve oryantasyon açısının belirgin bir etkisinin olduğu ancak doğal titreşim frekanslarının ilgili parametrelerle doğrusal bir ilişkisinin bulunmadığı görülmüştür. Her ek tabakanın frekansa aynı oranda katkı sağlamadığı belirlenmiştir. Mühendislik uygulamalarında titreşim davranışını yönetmeye yönelik tasarım parametrelerinin nasıl optimize edilebileceğine dair özgün bir çalışma sunulmuştur ve optimum tabaka dizilimlerinin belirlenmesine literatüre özgün katkılar sağladığı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: ANSYS MAPDL, Doğal frekanslar, Kompozit optimizasyonu, Lif dizilimi, Modal analiz, Tabakalı kompozit plaklar, Yapısal dinamikler.