YAŞLANDIRMA İŞLEMİNE TABİ TUTULAN KOMPOZİT PLAKALARIN BALİSTİK HASARININ SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ VE İNCELENMESİ

Abstract

Balistik uygulamalarda yaygın olarak kullanılan elyaf takviyeli kompozit malzemeler çeşitli yaşlandırma prosesleri nedeniyle zaman içerisinde bozunmaktadır. Yaşlandırma nedeniyle bozunan kompozit malzemenin mekanik özelliklerinin tespiti, uygulamada kullanım için önem arz etmektedir. Literatürde çeşitli yaşlandırma işlemine maruz bırakılan kompozit malzemelerin deneysel, teorik veya sonlu elemanlar yöntemiyle incelendiği görülmüştür. Ancak yapay deniz suyu ortamında yaşlandırılan kompozit malzemenin, sonlu elemanlar yöntemiyle kademeli hasar incelemesi ile ilgili yapılan çalışmaya rastlanmamıştır. Bu sebeple bu çalışmada, yapay deniz suyu ortamında yaşlandırılan S2 cam/epoksi kompozit malzemenin Ls dyna ve Mat 162 malzeme modeli kullanılarak kademeli hasar incelemesi yapılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında S2 cam/epoksi kompozit plakalar üretilmiş ve üretilen plakalar standartlara uygun kesilerek test numuneleri elde edilmiştir. Kesilen numuneler, yaşlandırılmayanlar için bir grup ve yaşlandırma işlemine tabi tutulanlar için ise 3 grup (4, 8 ve 12 ay) olmak üzere dört gruba ayrılmıştır. Elde edilen numuneler yapay deniz suyu ortamında yaşlandırma işlemine tabi tutulmuştur. Tüm numunelere uygulanan testler ile malzemenin mekanik özellikleri tespit edilmiştir. Ayrıca mekanik testlerden ve literatürden (İlk grup için literatürden ve diğer gruplar için ise bir önceki grubun verileri baz alınarak) elde edilen veriler kullanılarak Mat 162 malzeme modeli parametrelerinin taslak hali elde edilmiştir. Elde edilen Mat 162 malzeme modeli parametreleri ile testlerin sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Analiz ve test sonuçları karşılaştırılarak hem yaşlandırılan hem de yaşlandırılmayan gruplar için Mat 162 malzeme modeli parametreleri elde edilmiştir. Malzemede yaşlandırma işleminin etkisiyle “am ve yoğunluk” parametreleri hariç diğer Mat 162 malzeme modeli verilerinde düşüş tespit edilmiştir. Tüm gruplar için elde edilen Mat 162 malzeme modeli parametreleri ile balistik uygulamaya ait sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre yaşlandırma süresi arttıkça balistik dayanımın azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca grupların yaşlandırma işleminden etkilenen Mat 162 malzeme modeli parametreleri için yaşlandırma süresine bağlı eğri denklemleri elde edilmiştir. Bu denklemler kullanılarak Mat 162 malzeme modeli veri tespitlerinin, 12 aydan fazla süren yaşlandırma işlemi için de yapılabilmesi sağlanmıştır.