Geri Dön

Experimental and numerical investigation of high velocity impact response of carbon fiber sandwich panel with honeycomb core

Bal peteği çekirdekli karbon fiber sandviç panellerin yüksek hızlı çarpma tepkisinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 885743
  2. Yazar: MUSTAFA BİLGİN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH USTA, PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 104

Özet

Günümüz hava araçlarına havada seyir ve yerde taksi halindeyken kuş çarpması, dolu çarpması ve diğer sert yabancı parçacıkların çarpması gibi dinamik darbe yüklerine maruz kalabilir. Hava araçlarının başlıca maruz kaldığı yukarıda bahsedilen dinamik yükler hava araçlarının yapısında hasara neden olur. Bu hasar yapının mukavemetinin düşmesine neden olur. Hava aracı seyir halindeyken yapısal bütünlüğünü koruması gerektiğinden yapının bu yüklerde uğradığı hasar ve yüklere karşı gösterdiği tepki önem arz etmektedir. Çalışma kapsamında, üstün özelliklerinden dolayı hava araçları yapısında yaygın olarak kullanılan karbon fiber yüzey plakalı Nomex bal peteği çekirdekli sandviç paneller için bir sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Bu sonlu elemanlar modeli ile darbe almış sandviç paneldeki darbe hasarı, sandviç panelin balistik limiti, enerji absorbsiyon oranı ve çarpma parçacığı artık hızı belirlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar kapsamında oluşturulan sonlu elemanlar modelinde kullanılan sandviç panel ile aynı özellik ve boyutta sandviç panel imalatı yapılmıştır. İmalatı yapılan sandviç panellere gas gun test düzeneğinde yüksek hızlı çarpma testi gerçekleştirilmiştir. Ek olarak literatürde balpeteği yapılı sandviç panellerin balistik limitinin ve çarpma parçacığının kalıntı hızının hesaplanabildiği analitik formül ile sandviç panelin balistik limiti ve çarpma parçacığının kalıntı hızı hesaplanmıştır. Böylelikle, karbon fiber yüzey plakalı Nomex bal peteği çekirdekli sandviç paneller için nümerik, deneysel ve analitik çalışma yapılmıştır. Oluşturulan sonlu elemanlar modelinde yapılan anliz sonuçları ile yapılan deneysel ve analitik çalışma sonuçları karşılaştırılıp sonlu elemanlar modelinin hata oranı belirlenmiştir. Oluşturulmuş sonlu elemanlar modeli ile deneysel ve analitik çalışmaların arasındaki hata oranının maksimum %14,39 olduğu görülmüştür. Böylelikle kompozit yüzey plakalı Nomex bal peteği çekirdekli sandviç paneller için oluşturulan sonlu elemanlar modeli ile sandviç panele çarpma hasarını verecek parçacığın büyüklüğü ve hızının bilinmesi durumunda sandviç panelde oluşan hasarın önceden düşük hata oranı ile belirlenebilmektedir. Bu durum sandviç panel yapı geliştirme çalışmalarının daha hızlı ve az malityet ile gerçekleştirilmesine olanak sağlayacaktır.

Özet (Çeviri)

Aircraft can be subjected to dynamic impact loads including bird strikes, hail strikes, and other hard foreign particles while cruising in the air and taxiing on the ground. The aforementioned dynamic loads, to which aircraft are primarily subjected, induce structural damage to the aircraft. This damage leads to a reduction in the structural integrity. Nevertheless, the aircraft must maintain its structural integrity while cruising. Therefore, the damage and reactions that structure exposed to this effect are important. Carbon fiber sandwich panels with Nomex honeycomb core are extensively utilized in aircraft structures due to their superior properties. Within the scope of the study, a finite element model was created for carbon fiber sandwich panels with Nomex honeycomb core. Using this finite element model, the impact damage on the sandwich panel subjected to impact, as well as the ballistic limit, energy absorption rate of the sandwich panel and projectile residual velocity was determined. Within the scope of experimental studies, a sandwich panel with the same properties and dimensions as the one used in the finite element model has been manufactured. High-velocity impact tests were conducted on the sandwich panels manufactured using a gas gun test setup. Furthermore, in the literature, the ballistic limit of the sandwich panel was calculated using analytical formulas that enable the calculation of the ballistic limit of sandwich panels with honeycomb core and projectile residual velocity. Thus, numerical, experimental, and analytical studies have been conducted for carbon fiber sandwich panels with Nomex honeycomb core. The analysis results obtained from the finite element model were compared with the findings of experimental and analytical studies, and the error rate of the finite element model was determined. It was observed that the maximum error rate between the finite element model and the experimental and analytical studies is %14,39. Thus, with the finite element model created for a carbon fiber sandwich panel with a Nomex honeycomb core, if the size and velocity of the impact projectile causing impact damage to the sandwich panel are known, the damage occurring in the sandwich panel can be predicted with low error rates in advance. This situation will enable sandwich panel structure development efforts to be carried out more quickly and cost-effectively.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    387527

    Computational and experimental investigation of the critical role of twinning on the plastic deformation of highmanganese austenitic steels and pseudoelasticity of niti shape memory alloys

    İkizlemenin yüksek manganlı östenitik çeliklerin plastik deformasyonu ve niti şekil hafıza alaşımlarının süperelastisitesi üzerindeki krıtik rolünün sayısal ve deneysel incelemesi

    BERKAY GÜMÜŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Makine MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DEMİRCAN CANADİNÇ

  2. Tez No

    887712

    Investigation of impact behavior of polycarbonate panels under projectile impact loading

    Polikarbonat panellerin parçacık çarpması etkisi altında davranışının araştırılması

    FEHMİ MULLAOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

  3. Tez No

    332869

    Darbe yükü etkisindeki sandviç plağın dinamik davranışının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi

    Investigation of dynamic response of the sandwich plate subjected to the impact load experimantally and numerically

    NAMIK KEMAL ALPAYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HALİT S. TÜRKMEN

  4. Tez No

    402984

    Design and analyses of porous concrete for safety applications

    Başlık çevirisi yok

    AYDA ŞAFAK AĞAR ÖZBEK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    İnşaat MühendisliğiTechnische Universiteit Delft (Delft University of Technology)

    PROF. DR. K. VAN BREUGEL

  5. Tez No

    842714

    Numerical and experimental investigation of transverse low-velocity impact on thick-ply and thin-ply CFRP composite laminates

    İnce katmanlı ve kalın katmanlı CFRP kompozit laminatlarda düzlem dişi düşük-hızlı darbenin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi

    ONUR ALİ BATMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DEMİRKAN ÇÖKER

Geri Dön