Anlık Basınç Yükü Etkisindeki Kompozit Sandviç Plağın Dinamik Davranışının Deneysel Ve Sayısal İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, anlık basınç yüküne maruz kalan kompozit malzemeden imal edilmiş sandviç plağın dört kenarı ankastre (ankastre) ve tek kenarı ankastre (konsol) olmak üzere iki farklı sınır şartında dinamik davranışı deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada, basınç tüpü içerisinde basınçlandırılan hava ani olarak plak üzerine etki ettirilmiştir. Plak ön yüzüne iki farklı noktada yerleştirilen basınç duyargaları ile basınç zamana bağlı olarak ölçülmüştür. Plak arka yüzüne yerleştirilen strain gauge’ler ile plak arka yüzündeki birim uzamaların zamanla değişimi ölçülmüştür. Deney verileri HP 1415A veri toplama cihazı ile toplanmıştır. Veri toplama cihazının programlanması, verilerin bilgisayar ortamına aktarılması ve doğal frekansların hesaplanması için VEE 6.0 programı kullanılmıştır. Sayısal analizde ise ANSYS 10.0 sonlu eleman yazlımı kullanılmıştır. Sandviç plak, bu yazılımın kütüphanesinde bulunan SHELL91 katmanlı kabuk eleman ile modellenmiştir. Öncelikle plak için lineer statik analizler yapılarak normal birim uzamaların yüksek olduğu bölgeler belirlenmiştir. Ayrıca serbest titreşim analizleri gerçekleştirilerek lineer halde yapının doğal frekanları ve mod şekilleri belirlenmiştir. Daha sonra, deneylerde ölçülen basıncın zamanla değişim grafiğine bir fonksiyonla yaklaşım yapılarak ve bu basınç fonksiyonu plak üzerine uygulanarak transient analiz yapılmıştır. Hesaplanan birim uzama değerleri ve titreşim frekansları deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır.

In this study, dynamic behavior of composite sandwich plate is studied experimentally and also numerically for two different boundary conditions; four edges clamped and one edge clamped. In experimental study, air blast is affected on sandwich plate which is pressurized in a pressure tube. Time dependent pressure is measured by pressure transducers 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, variation of micro strains are measured by time. Experiment data is gained by HP 1415A data acquisition device. VEE 6.0 program is used for programming data acquisition device, transferring experiment data to computer and calculating natural frequencies of sandwich 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 the library of the software. First of all, linear static analysis is carried out and regions are determined where normal strains are maximum. Furthermore, by means of modal analysis, natural frequencies and mod shapes of construction are found. Later on, a mathematical approach is made to the pressure which was measured during experiments and that mathematical pressure function is applied on the plate, so transient analysis is carried out. Natural frequencies and are compared with experiment results.