Çeşitli elyaf dizilimleriyle oluşturulmuş metal köpük çekirdekli sandviç kompozitlerin mekanik davranışlarının incelenmesi

Abstract

Sandviç kompozit üretimi ile elde edilen başarıların gün geçtikçe artması, bu tip malzemelere olan ilgiyi yoğunlaştırmıştır. Bu tezde, hafiflik ve mukavemet özelliklerinden dolayı tercih edilen sandviç kompozitler ve bu malzemelere yaygın olarak uygulanan mekanik test yöntemleri incelenmiştir. Bu çalışmanın amacı, yüzeyi çeşitli elyaf dizilimleriyle oluşturulmuş, alüminyum köpük ve alüminyum köpük sandviç (AKS) panel çekirdekli sandviç kompozitlerin mekanik davranışlarının deneysel olarak incelenmesidir.Sandviç kompozitlere yaygın olarak uygulanan mekanik test yöntemlerinden kenarına ve yüzeyine basma test yöntemleri, üç nokta eğilme test yöntemi ve düşük hızlı darbe test yöntemi uygulanmıştır. Her bir test yönteminin uygulama şekli ve test numuneleri gösterilerek, elde edilen grafikler sunulmuştur. Çalışmada, hafifliği yönüyle alüminyum köpük ve alüminyum köpük sandviç panel, çekirdek malzemeleri olarak kullanılmış ve bu köpükler hakkında detaylı bilgiler verilmiştir.Yapılan çalışmalar neticesinde sandviç kompozitlerin mevcut ağırlıklarına nazaran rijitlikleri ve mukavemetlerinin ne denli önemli olduğu gözlenmiştir. Benzer çalışmalarda kullanılan yüzey malzemeleri yerine bu çalışmada; tek eksenli dört kat [0o]2s, iki eksenli dört kat [0o/90o]2s, iki eksenli dört kat [45o/-45o] 2s, antisimetrik dizilimli iki eksenli dört kat [0o/90o]s/[45o/-45o]s ve simetrik dizilimli iki eksenli dört kat [0o/90o]s/[45o/-45o]s olmak üzere beş çeşit elyaf dizilimiyle cam elyaf malzemeleri epoksi reçine emdirilerek Cam Elyaf Takviyeli Plastik (CTP) oluşturulmuş ve CTP, bu epoksi reçine vasıtasıyla çekirdek malzemesi olan alüminyum köpüğe yapıştırılmıştır. Alüminyum köpük sandviç panel çekirdekli kompozitler için ise iki kat [0o/90o/Mat]s dizilimli cam elyaf ve farklı bir epoksi reçine kullanılarak CTP oluşturulmuş ve aynı reçine ile çekirdek malzemesine yapıştırılmıştır.Basma ve eğilme test yöntemleri sonucunda, farklı oryantasyon açılarında elde edilen gerilme-%uzama ve yük-sehim eğrileri ile düşük hızlı darbe deneyi sonucunda farklı hızlarda elde edilen yük-zaman ve yük-uzama eğrileri karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.

Day by day increment of the successes which are obtained by sandwich composite production was focused on the interest on this kind of materials. In this thesis, the sandwich composites which are preferred because of their light weight and strength properties and the mechanical test methods which are commonly applied on these materials have been investigated. The aim of this study is to be investigated the mechanical behaviours of sandwich composites which have aluminium foam and aluminium foam sandwich panel cores and the faces formed by various fiber orientations.In the study, flatwise and edgewise compressive test methods, three point bending test method and low velocity impact test from mechanical test methods which are commonly applied on sandwich composites were applied. Application type and test specimen of every test method were shown, the curves obtained from the tests were presented. In the study, aluminum foam and aluminium foam sandwich panel were used because of its light weight and detailed information was given about these foams.According to the results of the studies, it was observed how much important their rigidity and strength versus their existing weight. In this study, instead of face materials used in similar studies; Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) was constructed impregnating epoxy resin into fiber glass materials by five kinds of fiber orientation which are one axis and four layered [0o]2s, two axes and four layered [0o/90o]2s, two axes and four layered [45o/-45o] 2s, anti symmetrically orientated two axes and four layered [0o/90o]2s/[45o/-45o] 2s and symmetrically orientated two axes and four layered [0o/90o]2s/[45o/-45o] 2s and GFRP was bonded onto the aluminum foam core by this epoxy resin. GFRP was created by using two layered [0o/90o/Unidirectional]s fiber glass and different epoxy resin for aluminium foam sandwich panel it was bonded onto core material by using same epoxy.The obtained stress-strain and load-deflection curves at different orientation angles after compressive and bending test methods and the obtained load-time and load-deflection curves at different velocities after low velocity impact tests were reported comparatively.