ÇATLAK DERİNLİĞİNİN VE FİBER AÇISININ KARBON FİBER TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİT KİRİŞİN TİTREŞİM DAVRANIŞINA ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR ANALİZİ YÖNTEMİ İLE BELİRLENMESİ

Abstract

Günümüzde kompozit malzemeler sırasıyla fiber ve matris malzemesinin sağladığı yüksek dayanım vehafiflikten dolayı uzay-havacılık, otomotiv, savunma, denizcilik gibi bir çok farklı alanda tercihedilmektedirler. Kompozit malzemeden üretilen yapılarda meydana gelen çatlakların yapının mekanikve titreşim özelliklerini etkilediği bilinmektedir. Bu çalışmada, % 50 karbon fiber takviyeli polimer(KFTP) kompozit bir kirişte çatlak bulunup bulunmaması, bulunması durumunda ise 1,2,3,4 ve 5 mmderinliğindeki çatlağın ilgili kirişin titreşim davranışlarını nasıl etkilediği Ansys APDL programıkullanılarak sonlu elemanlar analizi yöntemiyle incelenmiştir. Farklı çatlak derinliğine sahip veçatlaksız KFTP kompozit kirişler Ansys APDL programında modellenmiştir. Ayrıca, malzemeözellikleri olarak da kompozit malzemelerin karışım kuralı eşitlikleri ile belirlenen malzeme özelliklerisonlu eleman analizlerinde atanmıştır. 200 mm uzunluğunda, 20 mm genişliğinde ve aynı fiber açılarınasahip her biri 0,5 mm kalınlıkta 6 katmandan oluşan toplam kalınlığı 3 mm olan KFTP kompozit kirişlersol kenarından ankastre mesnetlenmiş, sağ kenarı ise serbest uç olarak bırakılmıştır. Ek olarak, 6katmandan oluşan KFTP kompozit kirişin fiber açıları da 0?, 15?, 30?, 45?, 60?, 75? ve 90? olacak şekildedeğiştirilerek, fiber açısının çatlaklı ve çatlaksız kirişin doğal frekansına olan etkileri de irdelenmiştir.Elde edilen sonuçlara göre, fiber açısının ve çatlak derinliğinin KFTP kompozit kirişlerin doğal frekansdeğerlerini genel olarak % 10 ile % 20 aralığında değiştirebildiği, doğal frekansların değişiminde çatlakderinliğine nazaran fiber açısının daha etkili olduğu görülmüştür.