Belirli sıcaklık ve sürelerde kürlenen hibrid tabakalı kompozit plakaların titreşim davranışının araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, düzlem gerilme durumunda olduğu kabul edilen simetrik katmanlıdikdörtgen ortotropik; cam/epoksi, karbon/epoksi ve 4 farklı elyaf yönleme açısına sahip cam-karbon/epoksi hibrid kompozit plakaların titreşim davranışları incelenerek plakaların doğal frekansları, önce Rayleigh–Ritz metodu kullanılarak cebirsel olarak hesaplanmış daha sonra titreşim analiz deneyi ile bulunarak mukayese yapılmıştır.Deneysel ve cebrik sonuçlar arasında ortalama %5 civarında bir sapma olduğu görülmüş. Bu da deney şartlarından, malzeme özelliklerinin saptamasında bazı kabullere dayanan klasik laminasyon teorisinden ve üretilen malzemelerin tam homojen olmamasından kaynaklandığı düşünülmüştür.Doğal frekanslara malzemeler açısından bakıldığında aynı modlarda karbon/epoksi' nin, cam/epoksi ve cam-karbon/epoksi malzelerine nazaran doğal frekansının 2 katına yakın derecede yüksek olduğu görülür. Bunun temel sebebi cam göre daha rijit olan karbon elyafının daha yüksek bir elastik matrisi oluşturması ve bunun da daha yüksek titreşim frekanslarını üretmesidirElyaf takviye açısının titreşim davranışına olan etkiyi gözlemek adına cam-karbon/epoksi'den oluşan hibrid malzemeden oluşan kompozit plakalar, dokuma elyaf açıları 0o, 15o, 30o ve 45o olacak şekilde imal edilmiş titreşim davranışları incelenmiştir. Dokuma kumaş elyaf kullanıldığından çok bariz bir değişim olmamakla beraber en fazla değişim 30o takviye açısında görülmüştür.

In this study, symmetrical laminated rectangle orthotropic that is being considered in plane tension; glass/epoxy, carbon/epoxy and carbon/epoxy hybrid composite plates with 4 different fiber directivity angle are investigated by means of their vibration behavior and their natural frequencies are studied with using Rayleigh–Ritz method algebraically and after that this result is compared with vibration analyses experiments.It is figured out that there is an average 5% deviation between algebraic results and experimental results. It is believed this deviation is the result of experimental conditions, classical lamination theory assumptions that is used to determine material properties and non-homogeneous conditions of produced material. It is concluded that the natural frequencies by means of materials, for the same methods, carbon/epoxy's natural frequency is approximately twice compared with glass-carbon/epoxy materials. Main reason of this is carbon fiber which is more rigid than glass produces a higher elastic matrix and this creates a higher vibration frequencies. In order to see the effects of fiber support angles to the vibration behaviors, hybrid composite plates made of glass-carbon/epoxy are manufactured with 0o, 15o, 30o ve 45o degrees fabric fiber and their vibration behaviors are investigated. Because of using fiber as fabric material, there is not much change occurred and the biggest change seen with 30o degree support angle.