Anlık basınç yükü etkisindeki kompozit sandviç plağın dinamik davranışının deneysel ve sayısal incelenmesi

Abstract

Bu çalısmada, anlık basınç yüküne maruz kalan kompozit malzemeden imal edilmissandviç plagın dört kenarı ankastre (ankastre) ve tek kenarı ankastre (konsol) olmaküzere iki farklı sınır sartında dinamik davranısı deneysel ve sayısal olarak incelenmistir.Deneysel çalısmada, basınç tüpü içerisinde basınçlandırılan hava ani olarak plaküzerine etki ettirilmistir. Plak ön yüzüne iki farklı noktada yerlestirilen basınçduyargaları ile basınç zamana baglı olarak ölçülmüstür. Plak arka yüzüne yerlestirilenstrain gauge'ler ile plak arka yüzündeki birim uzamaların zamanla degisimiölçülmüstür. Deney verileri HP 1415A veri toplama cihazı ile toplanmıstır. Veri toplamacihazının programlanması, verilerin bilgisayar ortamına aktarılması ve dogalfrekansların hesaplanması için VEE 6.0 programı kullanılmıstır. Sayısal analizde iseANSYS 10.0 sonlu eleman yazlımı kullanılmıstır. Sandviç plak, bu yazılımınkütüphanesinde bulunan SHELL91 katmanlı kabuk eleman ile modellenmistir.Öncelikle plak için lineer statik analizler yapılarak normal birim uzamaların yüksekoldugu bölgeler belirlenmistir. Ayrıca serbest titresim analizleri gerçeklestirilerek lineerhalde yapının dogal frekanları ve mod sekilleri belirlenmistir. Daha sonra, deneylerdeölçülen basıncın zamanla degisim grafigine bir fonksiyonla yaklasım yapılarak ve bubasınç fonksiyonu plak üzerine uygulanarak transient analiz yapılmıstır. Hesaplananbirim uzama degerleri ve titresim frekansları deney sonuçları ile karsılastırılmıstır.Anahtar Kelimeler: Anlık basınç yükü, transient analiz, serbest titresim analizi,deneysel çalısma, sandviç kompozit plak

In this study, dynamic behavior of composite sandwich plate is studied experimentallyand also numerically for two different boundary conditions; four edges clamped and oneedge clamped. In experimental study, air blast is affected on sandwich plate which ispressurized in a pressure tube. Time dependent pressure is measured by pressuretransducers which are located on two different points on front face of sandwich plate.By means of strain gauges which are mounted on back side of sandwich plate, variationof micro strains are measured by time. Experiment data is gained by HP 1415A dataacquisition device. VEE 6.0 program is used for programming data acquisition device,transferring experiment data to computer and calculating natural frequencies ofsandwich plate. For numerical analysis, ANSYS 10.0 finite element software is used.Sandwich plate is modeled with SHELL91 layered shell element which is present in thelibrary of the software. First of all, linear static analysis is carried out and regions aredetermined where normal strains are maximum. Furthermore, by means of modalanalysis, natural frequencies and mod shapes of construction are found. Later on, amathematical approach is made to the pressure which was measured duringexperiments and that mathematical pressure function is applied on the plate, sotransient analysis is carried out. Natural frequencies and are compared with experimentresults.Keywords: Air blast loading, transient analysis, modal analysis, experimental study,sandwich composite plate