Kitosan/Karbon Nanotüp Katkili Kompozit Yaprak Yaylarin Mekanik Davranişlari

Abstract

Günümüz otomotiv sektöründe hayati öneme sahip süspansiyon sistemleri, yol koşullarından kaynaklanan ani şok darbelerinisönümleyen ve konfor sağlayan otomotiv parçalarıdır. Enerji tüketimini azaltmak ve emisyon salınımını düşürmek için ağırlıktan kazançotomotiv sektörü için hayati bir öneme sahiptir. Bu nedenle bu çalışmada, ağırlıkça farklı katkı oranlarına ve farklı takviye açılarınasahip tabakalı kompozit yaylar değişken yükler altında nümerik olarak analiz edilerek uygun iyileştirme şartları tespit edilmeyeçalışılmıştır. Kitosan, karbonnanotüp ve bunların karışımından oluşan farklı katkı oranlarında, tek yönlü cam elyaf/epoksi kompozitplakalar prepreg yöntemi ile biri katkısız olmak üzere on adet plaka imal edilmiştir. Mekanik özelliklerinin tespit edilmesi için su jetiile plakalardan standart numuneler çıkartılmış ve çekme ve basma testleri icra edilmiştir. Her mekanik özelliğin tespiti için beş standartnumune kullanılmıştır. Farklı katkı oranlarına sahip numunelerin mekanik özellikleri birbirleriyle kıyaslanmıştır.Elde edilen mekanik özellikler, ANSYS ACP PRE&POST analiz programında malzeme özellikleri olarak kullanılmıştır. Kompozityay kalınlığı 12 mm olup 60 tabakadan oluşmaktadır. Beş farklı tabaka diziliminde modellenen kompozit yaylara 1000 N, 2000 N, 3000 N ve 3750 N kuvvet uygulanarak statik analizleri yapılmıştır. Statik analizlerde kompozit yayların çökmesi, yayda oluşan normalgerilme ve şekil değiştirmeler incelenmiştir.Analizler sonucunda katkısız kompozit yaprak yayın katkılı muadillerine göre daha mukavemetli olduğu tespit edilmiştir. Fiber yönüile kompozit yaprak yayın yatay ekseni aynı doğrultuda seçilmiş olan Tabaka Düzeni 1 (TD1) [(0°)]60 ile diğer tabaka dizilimlerikıyaslandığında TD1’li kompozit yayın eğilmeye karşı daha rijit olduğu tespit edilmiştir. ACP POST programıyla Tsai-Wu ve Hashinkriterlerine göre hasar analizleri yapılarak en çok deformasyonun yayın uç noktalarında meydana geldiği görülmüştür. En büyük hasarmiktarı 3750 N kuvvet altındaki [$({0^circ}_5/{90^circ}_5/{45^circ}_{10}/-{45^circ}_{10})rbrack_s$ tabaka dizilimli TD5 yaprak yayında Tsai-Wu kriterine göre olmuştur. Ayrıcakompozit yaprak yaylar, günümüzde kullanılan aynı ebatlı, tek yapraklı çelik muadili ile kıyaslandığında, %49,84 daha hafif olmaktadır.