Köpük Çekirdekli Sandviç Yapıların Serbest Titreşim Analizi

Bu çalışmada, köpük çekirdekli alüminyum yüzey tabakasına sahip sandviç yapıların serbest titreşim analizleri nümerik olarak incelenmiştir. Malzeme olarak modelleme işlemi sandviç yapının yüzey tabakaları alüminyum, çekirdek malzemesi köpük olacak şekilde yapılmıştır. Ek olarak köpük ve alüminyum tabakalar arasına ince bir adeziv film bölgesi tanımlanmıştır. Sandviç yapının doğal frekansı ve mod şekillerinin farklı kalınlıkta yüzey ve çekirdek malzemesi kullanımı ile nasıl değiştiği incelenmiştir. Bu bağlamda SS1, SS2 ve SS3 olmak üzere üç çeşit sandviç yapı modellenmiştir. Bu yapıların bir bölümünde çekirdek kalınlığı sabit tutulup yüzey malzemesi kalınlığı değiştirilmiş geri kalanında yüzey malzemesi kalınlığı sabit tutulup çekirdek kalınlıkları değiştirilmiştir. Analizler ABAQUS/Standard sonlu elemanlar paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Alüminyum yüzey tabakası kalınlığındaki artış genel olarak doğal frekansta bir düşüşe sebep olsa da bu düşüş ihmal edilebilir düzeydedir. Ancak çekirdek kalınlığındaki artış sandviç yapının doğal frekansında dikkate değer bir artış meydana getirmiştir.

Free Vibration Analysis of Foam-Core Sandwich Structures

In this paper, the free vibration analyses of aluminum-foam sandwich structures were completed numerically. Foam and aluminum(Al) were used for the core and surface layers of the sandwich structure, respectively. In addition, an adhesive was used as a thinfilm. Natural frequencies and mode shapes of the sandwich structure were obtained for different thickness core and surfacematerials. For this, three different sandwich structures, different thickness of the core with same surface layers and the same corethickness with different surface layers thickness, were modeled as SS1, SS2 and SS3. Analyses were performed byABAQUS/Standard finite element software. The increase in the thickness of the Al layer generally caused a decrease in thefrequency, but this decrease is not very dramatic. The increase in the thickness of the core has caused a serious increase in thefrequency of the sandwich structure.

PDF

___

[1] Burlayenko, V. N. and Sadowski, T. “Influence Of Skin/Core Debonding On Free Vibration Behavior Of Foam And Honeycomb Cored Sandwich Plates” Internatıonal Journal Of Non-Lınear Mechanıcs 45 (10): 959–968, (2010).
[2] Goh, C. S., Gupta, M. J., Wei, L. and Lee, C. “Characterization Of High Performance Mg/MgO Nanocomposites.” Journal of Composite Materials 41(19): 2325–2335,(2007).
[3] Petrone, G., Alessandro, V. D., Franco, F. Mace, B. and De Rosa, S. “Modal Characterisation Of Recyclable Foam Sandwich Panels.” Composite Structures 113(1): 362–368, (2014).
[4] Apalak, Z. G., Ekici, R., Yildirim, M., Apalak, M. K. “Free Vibration Analysis Of An Adhesively Bonded Functionally Graded Double Containment Cantilever Joint.” Journal of Adhesion Science and Technology 28(12): 1117–1139, (2014).
[5] Chen, J. E., Zhang, W., Sun, M., Yao, M. H., Liu, J. “Free Vibration Analysis Of Composite Sandwich Plates With Different Truss Cores.” Mechanics of Advanced Materials and Structures, 24(1): 1–13, (2017).
[6] Sakar, G., and Bolat, C. “The Free Vibration Analysis of Honeycomb Sandwich Beam Using 3D and Continuum Model” International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering 9 (6): 1077-1081, (2015).
[7] Lashin, M. M. A, and Nady, A. O. E. “The Free Vibration Analysis of Sandwich Beam Stracture Using Finite Element Approach” Journal of Mechanical and Civil Engineering 12 (1): 34-42, (2015).
[8] Khare, R. K., Kant, T., and Garg, A. A. “Free Vibration of Composite and Sandwich Laminates With a HigherOrder Facet Shell Element.” Composite Structures 65: 405–418, (2004).
[9] Nilsson, E., and Nilsson, A. C. “Prediction and Measurement of Some Dynamic Properties of Sandwich Structures with Honeycomb and Foam Cores.” Journal of Sound and Vibration, 251: 409-430, (2002).
[10] Li, Z., and Crocker, M. J. “Effects of Thickness and Delamination on the Damping in Honeycomb–Foam Sandwich Beams.” Journal of Sound and Vibration 294: 473-485, (2006).
[11] Lai, L. “Study of Free Vibration of Aluminum Honeycomb Panels.” MSc. Thesis, Toronto University, (2002).
[12] Nipun, G. and Mallika, A. “Free Vibration Analysis Of Aluminium Sandwich Panels Using Fem.” ELK Asia Pacific Journals Special Issue ISBN : 978-81-930411-5- 4, (2016).
[13] Kumar, A. “Free Vibration Analysis Of Sandwich Panel” MSc. Thesis, National Institute of Technology Rourkela (2007).
[14] Şen, M., Hüseyinoğlu, M. “Investigation of the Effects of Polyurethane Foam Reinforcement Thickness on Modal Properties of Sandwich Beams.” MSU Journal of Science. 6, 1, 511-517, (2018)