Dynamic crushing behavior of sandwich panels with bio-inspired cores
Doğadan ilham alınan bir çekirdek malzeme ihtiva eden sandviç panellerin dinamik ezilme davranışları
- Tez No: 482473
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPER TAŞDEMİRCİ, PROF. DR. MUSTAFA GÜDEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Bu çalışmada; otomotiv, savunma ve havacılık-uzay alanlarındaki ihtiyaçları karşılayabilecek yeni bir yük taşıyıcı ve enerji yutucu yapı geliştirmek için farklı bir yaklaşım gösterilmiştir. Son zamanlarda büyük rağbet gören iki farklı konu olan sandviç yapılar ve biyobenzetim birleştirilmiştir. Özgün bir sandviç yapı çekirdek geometrisi tasarlamak amacıyla deniz kıyılarında ve gemi yüzeylerinde yaşayan bir deniz kabuklusu olan balanus inceleme altına alınmıştır. Tasarlanan geometri derin çekme yöntemiyle üretilmiştir. Sandviç yapılar farklı yüzey malzemeleri ile üretilmiş olup ezilme testlerindeki tekrar edilebilirliği garanti altına alabilmek için kalıp kullanılarak üretilmiştir. İlk olarak, biyobenzetim esaslı çekirdeğin alışılagelmiş çekirdek geometrilerine karşı olan avantajı bir nümerik çalışma ile gösterilmiştir. Daha sonra, kuasi-statik ve dinamik yükleme hızlarında ezilme testleri yapılmıştır. Ayrıca; köpük dolgunun, çevresel sınırlandırmanın, geometri kaynaklı ataletin ve şekil değiştirme hassasiyetinin önerilen geometrinin çarpışma dayanıklılığı performansına etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışmalara ek olarak, LS-DYNA 971 kullanılarak nümerik analizler de yapılmıştır. Nümerik çalışmalarda, artık gerilme ve gerinimleri de hesaba katmak için çekirdek geometrinin üretim süreci de modellenmiştir, böylece deneysel ve nümerik sonuçlar arasında yüksek bir yakınlık elde edilmiştir. Bunlara ek olarak, penetrasyon ve perforasyon davranışları üzerine de çalışılmış olup önerilen geometrinin dinamik ezilmelere karşı yüksek direnç gereken yerlerdeki işe yararlılığı ispatlanmıştır. Son olarak, bu çalışmayı detaylandırmak için yapılabilecek gelecek çalışmalar ile ilgili çeşitli öneriler sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In the current study, a new approach was shown to develop an innovative load-carrying and energy absorbing structure which can fulfill the requirements in the fields of automotive, defense and aerospace. Two different topics which have been in great demand in the recent times were combined: sandwich structures and bio-inspiration. Balanus which is a barnacle living along the seashores and on the ships' surfaces was taken under examination to design a novel sandwich structure core geometry. The designed geometry was manufactured with deep drawing process. The sandwich structures were produced with different face sheets using a pattern to ensure the repeatability of the crushing tests. Firstly, the advantage of the bio-inspired core over the conventional core geometries was shown with a numerical study. Then, the crushing tests were conducted at both quasi-static and dynamic loading rates. Further, the effects of foam filling, confinement, inertia and strain rate sensitivity on the crashworthiness performance of the proposed structure were investigated. In addition to the experimental studies, numerical analyses were also performed using LS-DYNA 971. In the numerical studies, manufacturing process of the core geometry was also modeled to count in the residual stress/strain so that a good proximity was obtained between the experimental and numerical results. Moreover, the penetration and perforation behaviors were inspected. Utility of the proposed geometry where a high resistance is needed against dynamic crushing was demonstrated. Finally, several suggestions were proposed for the future works to elaborate the present study.
Benzer Tezler
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Experimental and numerical investigation of the quasi-static and high strain rate crushing behavior of single and multi-layer zig-zag 1050 H14 Al trapezoidal corrugated core sandwich structures
Tek ve çok katmanlı zikzak 1050 H14 Al ikizkenar yamuk dalgalı göbekli sandviç yapıların yarı-statik ve dinamik gerinim hızlardaki ezilme davranışının deneysel ve nümerik incelenmesi
CENK KILIÇASLAN
Doktora
İngilizce
2014
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜDEN
DOÇ. DR. ALPER TAŞDEMİRCİ
- Darbe hasarına maruz kalan sandviç kompozitlerin statik mukavemetinin incelenmesi
Investigation of static strength of sandwich composites subjected to impact damage
ABDULLAH İKİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- The dynamic mechanical characterization of a bio-inspired sandwich structure
Biyobenzetim tabanlı sandviç yapının dinamik mekanik karakterizasyonu
AYDA RAMYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER TAŞDEMİRCİ
PROF. DR. MUSTAFA GÜDEN
- Inertial effect in aluminum metal foams
Alüminyum metal köpüklerde atalet etkisi
ONUR KOCATÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜDEN