Yüzey plaka kalınlığı ve çekirdek malzeme farklılığının karbon takviyeli sandviç kompozit yapıların hasar toleransına etkisinin araştırılması

Sandviç kompozitler, mukavemetlerinin ve rijitliklerinin ağırlıklarına oranlarının yüksek olmaları sebebiyle hafifliğin önemli olduğu savunma, inşaat, otomotiv, deniz ve havacılık vb. birçok farklı alanda kullanılmaktadır. Bu önemli faydalarının yanında sandviç kompozitler darbeye karşı son derece duyarlıdırlar. Düşük hızda darbe hasarının gözle fark edilememesinden dolayı bu kompozitler için en tehlikeli hasar şekli olarak düşünülmektedir. Bu çalışma, farklı yüzey plaka kalınlığı ve çekirdek tiplerinin sandviç kompozitlerin düşük hızlı darbe performansı üzerindeki etkilerinin araştırılmasına odaklanmaktadır. İki farklı çekirdek malzeme kullanılmıştır: PVC Köpük ve PET Plaka. PVC Köpük, sandviç kompozitlerde çekirdek malzeme olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada çekirdek malzemesi olarak geleneksel çekirdek malzemelerine ek olarak PVC Köpüğün yaklaşık 28 katı nominal yoğunluğu olan PET Plaka kullanılmıştır. Sandviç kompozitlerin alt ve üst yüzey plakaları dokuma karbon fiber/epoksi malzemeden üretilmiştir. 1 ve 2 mm kalınlığındaki alt ve üst yüzey plakalar crossply symmetric oryantasyonuna sahiptir. 4 farklı konfigürasyonda sandviç kompozit üretimi yapılmıştır. Sandviç kompozitlerin üretiminde soğuk pres yöntemi kullanılmıştır. Düşük hızlı darbe deneyleri Başkent Üniversitesi Biyomekanik ve Mukavemet laboratuvarında bulunan ağırlık düşürme darbe cihazı ile gerçekleştirilmiştir. Deneylerden elde edilen sonuçlar ve sandviç yapıların darbe sonrası hasarlarının görüntüleri ve ultrasonik muayene sonuçları karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Test sonuçlarına göre çekirdek malzeme olarak PET Plaka kullanılan konfigürasyonların (A-1 ve A-2) darbe yüküne en dayanıklı seçenek olduğu görülmüştür. Penetrasyon derinliği değerleri, B-1 ve B-2 konfigürasyonuna sahip olan bütün numunelerin perfore olduğunu göstermektedir. Çekirdek malzeme nominal yoğunluğu değeri ile sandviç kompozit darbe dayanımı değerinin pozitif bir korelasyon içerisinde olduğu, yüzey plaka kalınlığının ise çekirdek malzeme nominal yoğunluğuna kıyasla darbe dayanımına anlamlı bir etkisinin olmadığı görülmüştür.