Bal peteği ve özgün tasarım çekirdekli sandviç kompozit yapıların mekanik analizlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle yapılması

Abstract

Bal peteği sandviç kompozit yapıların üretimindeki zorluklardan dolayı maliyetli olması nedeni ile üretimi daha kolay ve pratik olabilecek yeni bir model tasarlanıp geliştirilmesi öngörülmüştür. Standart yumurta viyolü tasarımında değişiklikler ve düzenlemeler yapılarak özgün tasarım yapılmıştır. Yeni tasarımın kalıp ile seri bir şekilde üretilebileceği ve dolayısıyla daha ekonomik olacağı öngörülmektedir. Çalışmada kullanılan yapılar bilgisayar destekli katı modelleme ile yapılmıştır. Analizler Ansys Workbench programıyla yapılmıştır. Yüzey olarak modellenen yapılar Ansys Workbench’in kompozit malzemelerin analizinde kullanılan ACP kısmında yapılmıştır. Bu kısımda yaşanan problemler Ansys Workbench’in Static Structural kısmında da analiz yapma ihtiyacı oluşturmuştur. Bal peteği yapısı ile özgün tasarım yapı ezme, dört nokta eğme, üç nokta eğme, modal analiz ve burkulma analizleri ile birbirleriyle kıyaslanmıştır. Bu analizlerde epoksi karbon kumaş, epoksi e-cam ve alüminyum malzemeler kullanılmıştır. Ezme analizini yapılarak toplam çökme miktarı ve eşdeğer gerilmeler karşılaştırılmıştır. Burkulma, üç nokta ve dört nokta eğme analizlerinde de toplam çökme miktarı ve eşdeğer gerilmeler karşılaştırılmıştır. Modal analizlerde Mod 1’deki toplam deformasyonlar kıyaslanmıştır. Tamamı kompozit malzemelerle oluşturulan analizler sonucunda özgün tasarım yapının dayanımı bal peteği yapının dayanımına göre daha avantajlı olduğu tespit edilmiştir.

Due to the difficulties in the production of honeycomb sandwich composite structures, it is envisaged to design and develop a new model that can be easier and practical to manufacture. The original design was made by making changes and adjustments in the standard egg tray design. It is anticipated that the new design can be produced serially with the mold and thus will be more economical. The structures used in the study were made by computer aided solid modeling. The analyzes were made with Ansys Workbench program. Structures modeled as surface were made in the ACP part of Ansys Workbench used in the analysis of composite materials. The problems experienced in this section also created the need to analyze in the Static Structural part of Ansys Workbench. The honeycomb structure and the original design structure were compared with each other by crushing, four-point bending, three-point bending, modal analysis and buckling analysis. Epoxy carbon fabric, epoxy e-glass and aluminum materials were used in these analyzes. The total slump amount and equivalent stresses were compared by performing mash analysis. In the buckling, three-point and four-point bending analyzes, the total slump amount and equivalent stresses were compared. In modal analysis, total deformations in Mode 1 were compared. As a result of the analyzes made entirely with composite materials, the strength of the original design structure was found to be more advantageous than the strength of the honeycomb structure.