Mühendislik alanında hafiflik ve yüksek mukavemetin bir arada sağlanması, özellikle ileri yapısal uygulamalarda büyük önem taşıyor. Bu hedef doğrultusunda yürütülen yeni bir araştırma projesi kapsamında, auxetic (negatif Poisson oranlı) yapılar ile klasik petek çekirdeklerin hibrit bir mimari altında birleştirildiği kompozit sandviç paneller geliştiriliyor. Projenin yürütücülüğünü Dr. Öğr. Üyesi Mehmet Fatih Kahraman üstleniyor.
Projenin ilk aşamasında, söz konusu hibrit çekirdekli sandviç panellerin düşük hızlı darbe yükleri altındaki davranışları teorik ve sayısal yöntemlerle inceleniyor. Çalışmanın temel amacı, darbe sırasında yükün uygulandığı bölgede oluşan lokal hasar yoğunlaşmasını azaltmak, gerilmeyi yapı geneline daha dengeli biçimde yaymak ve böylece enerji absorpsiyon kapasitesini artırmak olarak öne çıkıyor.
Auxetic çekirdek yapılar, deformasyon sırasında darbe noktasına doğru yönelme eğilimi göstererek yüksek enerji sönümleme kabiliyeti sağlarken; geleneksel petek çekirdekler özellikle düşük enerji seviyelerinde yüksek ilk temas sertliği sunuyor. Hibrit çekirdek tasarımı ise bu iki farklı yapısal mimarinin avantajlarını tek bir sistemde bir araya getirerek, daha düşük efektif gerilme, daha yüksek deplasman kapasitesi ve daha dengeli mekanik performans elde etmeyi hedefliyor.
Yeni Hibrit Çekirdek Geometrileri Tasarlandı
Çalışma kapsamında AuxOcta, StarHex ve 3D-AuxHex olarak adlandırılan özgün hibrit çekirdek geometrileri tasarlandı. Bu geometriler, teorik hesaplamalar ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak detaylı biçimde analiz edildi. Hibrit yapıların deformasyon davranışları, yük taşıma kapasiteleri ve elasto-plastik bölgede gösterdikleri enerji absorpsiyon karakteristikleri karşılaştırmalı olarak değerlendirildi.
Hücre duvarlarının ortak kenarlar üzerinden birbirine bağlanması sayesinde yük aktarım mekanizmasının güçlendiği, bunun da yapı genelinde daha kararlı ve kontrollü bir deformasyon davranışı sağladığı belirlendi.
Hafif ve Yüksek Darbe Dirençli Yapılar İçin Önemli Katkı
Araştırma, literatürde sınırlı sayıda ele alınan hibrit auxetic-petek çekirdekli sandviç yapılar üzerine odaklanarak bu alandaki önemli bir boşluğu doldurmayı amaçlıyor. 316L paslanmaz çelik çekirdek ve alüminyum yüzey katmanlarından oluşan panellerin sonlu elemanlar analiziyle incelendiği proje, yüksek darbe direncine sahip, hafif ve verimli sandviç yapılar geliştirilmesine katkı sunmayı hedefliyor.
