Analytical modeling and experimental validation of the flexural behavior of composite face-layered sandwich beams using novel engineering approaches

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Çukurova Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Müh., Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: AHMET ÇETİN

Danışman: Necdet Geren

Özet:

Bu çalışmada, düz dokuma kumaş kompozit yüzey ve PVC köpük çekirdek malzemeli sandviç kirişlerin eğilme yükleri altında eğilme performanslarınını tahmin eden analitik mühendislik yaklaşımları geliştirildi. Öncelikle, katmanlı düz dokuma kumaş kompozit plakaların elastikiyet ve mukavemet özelliklerini tahmin için pratik ve kullanışlı bir pratik mühendislik yaklaşımı geliştiririldi. Pratik mühendislik yaklaşımından elde edilen sonuçlar literatürde bulunan modellerden ve çalışmada yapılan deneysel test verileriyle karşılaştırıldı. Çalışmanın diğer aşamasında elyaf takviyeli kompozit yüzey malzemeli sandviçlerin eğilme performansları için mühendislik yaklaşımları geliştirildi. Literatürde bulunan mevcut modellerde sandviçin yüzey malzemesinin elastikiyet modülü değerine ihtiyaç duyulur. Geleneksel çelik aliminyum gibi yüzey malzemelerinin elastikiyet modülleri bilinmesine rağmen katmanlı kompozit malzemelerin ortalama elastikiyet modülleri elyaf malzemesi, yönü, örgü yapısı ve reçine malzemesi türüne göre değişir. Bu yüzden; günümüze kadar, modeller için gerekli elastikiyet modülleri deneysel verilerden elde edilmiştir. Ancak elyaf takviyeli kompozitlerin rijitlik özellikleri ve ortalama elastikiyet modülleri kompozit mekaniğinden elde edilebilmektedir. Bu çalışma, yüzey malzemesinin mekanik özelliklerini pratik mühendislik yaklaşımı ile elde  ettikten sonra sandviç kirişin eğilme performansını tahmin eden yaklaşımlara entegre etmiştir. Böylece eğilme rijitliği, çekirdek malzeme akma kuvveti, ve kırılma modlarına göre maximum taşıyabileceği yük gibi eğilme performansları yüzey malzemesinin deneysel verilerine gerek kalmadan elde edilebilmektedir. Böylece, bu çalışmada geliştirilen pratik mühendislik yaklaşımı, yukarıdaki parametrelerin tahminini çok kolay hale getirdiği gibi, aynı zamanda deneysel bir çalışma ile test etme ve elastisite modüllerini bulma ihtiyacını da ortadan kaldırmıştır.

Sandviç için geliştirilen yaklaşımından elde edilen sonuçlar literatürde bulunan modellerden ve çalışmada yapılan deneysel test verileriyle karşılaştırıldı. Karşılaştırmalar sonucunda katmanlı düz dokuma kumaş kompozit plaka ve sandviç kiri