Son yıllarda otomobillerin pasif güvenliğini artırmak ve yakıt maliyeti tüketimini azaltmak için hafif otomobil parçaları tasarlamaya artan bir ilgi vardır. Öksetik olarak adlandırılan negatif poison oranına sahip malzemelerin otomobillerdeki güvenlik bileşenlerine uygulanması ile enerji sönümlenmesinde önemli derecede iyileşmeler sağlanmıştır. Öksetik kafes yapılı bir silindirin radyal yönde belirli bir mesafede geometrik olarak içe veya dışa doğru kaydırılmasıyla belirli bir kalınlığa sahip boru şeklinde kabuk yapı oluşturulması, offset yöntemi olarak tanımlanmaktadır. Offset yöntemi ile elde edilen silindirik yapıların kalın kabuklu olarak tasarlanması, ince kabuklulara göre çarpışma performansının arttırılması potansiyeli taşımaktadır. Bu çalışmada, Re-Entrant Circular (REC), Arrow-Head (AH) ve Silicomb (SC) kafes geometrili silindirlerin offset yöntemi ile kalın kabuklu olarak tasarlanmasının poison oranına etkisi araştırılmıştır. REC, AH ve SC kafes geometrili silindirler 3B Yazıcı ile üretilmiştir. Üretilen silindirler yarı-dinamik yükleme altında 2mm/dak sabit hızda sıkıştırılmıştır. Silindirlerin sıkıştırılması sırasında alınan video görüntüleri dijital görüntü korelasyonu yöntemi ile analiz edilerek deformasyon oranı verileri elde edilmiştir. AH, REC ve SC kafes geometrisine sahip silindirlerin poison oranı sırasıyla -(2,5), -(0,84) ve -(0,35) olarak belirlenmiştir. Offset yöntemi ile elde edilen silindirlerden REC ve SC kafes yapıları, 1/-1 aralığındaki teorik poison oranına uygun şekilde öksetik malzeme davranışı göstermiştir. AH kafes geometrisinin, yatay şekil değişimi ile düşey şekil değişimi arasındaki aşırı farklılık ise silindirik sandviçin ideal olmayan öksetik malzeme davranışı göstermesine neden olmuştur. AH, REC ve SC kafes geometrili silindirler, iyi birer enerji sönümleyici potansiyeli taşımaktadırlar. Gelecek çalışmalarda, bu malzemelerin enerji sönümleme performanslarının incelenmesine ihtiyaç duyulmaktadır. (Bu çalışma birinci sırada yer alan yazarın yüksek lisans tezinden üretilmiştir. TÜBİTAK 2210-D programı ve 220Y021 numaralı BTÜ BAP projesi kapsamında desteklenmiştir. ORCID ID: 0000-0002-8010-6707)
Anahtar Kelimeler: öksetik malzeme, poison oranı, dijital görüntü korelasyonu, enerji sönümleme
|
