Fonksiyonel derecelendirilmiş ve sandviç yapılı PVC köpük takviyesinin 6063-T5 al tüplerin enerji absorbe etme davranışına olan etkisinin incelenmesi

Abstract

Bilindiği üzere metalik tüpler, yüksek enerji absorbe etme kabiliyetleri nedeniyle birçok farklı alanda tercih edilmektedir. Bu özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla tüplerin farklı köpük türleriyle içeriden takviye edilmeleri, halen güncelliğini korumaktadır. Bu çalışmada, farklı PVC köpük yoğunlukları ile (60, 80 ve 100 kg/m3) tek tip yoğunluklu, fonksiyonel derecelendirilmiş yoğunluklu ve sandviç yapılı olacak şekilde üç farklı kombinasyonda takviye edilmiş 6063-T5 serisi alüminyum tüplerin enerji absorbe etme kabiliyetleri (EAK) deneysel olarak incelenmiştir. Her bir takviye kombinasyonunda üç tabaka köpük kullanılmış ve köpük yoğunluklarının EAK üzerine etkisinin daha net ortaya konulabilmesi için tabaka kalınlıkları değiştirilmiştir. Deney sonuçları, tüm numune kombinasyonları göz önünde bulundurulduğunda, absorbe edilen enerji değerindeki artışın %18 ile %43 arasında olduğunu, en yüksek enerji değerinin ise sandviç yapılı takviyede elde edildiğini göstermiştir. Tek tip yoğunluklu takviye kombinasyonundaki en yüksek enerji ise orta yoğunluklu (80 kg/m3) köpüğün kullanıldığı numunede, takviyesiz yapıya göre %37 daha yüksek elde edilmiştir. Numunelerin absorbe ettikleri enerjinin ağırlıklarına oranı olarak ifade edilen özgül enerji absorbe etme (ÖEA) değerleri tüm numuneler için hesaplanmış ve en yüksek ÖEA değeri sandviç yapılı takviyede, takviyesiz tüpe göre yaklaşık %11 daha yüksek olarak, 27.71 J/g değerinde elde edilmiştir. Buna mukabil bazı numunelerin ÖEA değerleri, takviyesiz tüp yapıdan daha düşük değerlerde olmuştur.

Metallic tubes are preferred in many different fields due to their energy absorbing efficiency. In order to increase the ability to absorb energy, foam filling by using different types of foam is still up to date. In this study, the energy absorbing capability of 6063-T5 aluminum tubes which were filled by using three different foam densities (60, 80 and 100 kg/m3) were investigated experimentally. Base tubes were filled by using three different foam filling models such as uniform density, functionally graded and sandwich model. In addition, in each foam filling models, different sample combinations were obtained by changing the thickness of the foam layers. The highest energy value absorbed in the uniform density foam filling model was obtained in the combination of 80 kg/m3 density foam, which is 37% higher than the base tube. Considering all specimen combinations, the increase in the absorbed energy value is between 18% and 43%, while the highest value was obtained in the sandwich model. In the examination of the test results, the specific energy absorption values of each specimen were also taken into consideration. The specific energy values for some sample combinations were lower than the base tube, while the highest value was obtained in the sandwich model with the value of 27.71 J/g which is about 11% higher compared to the base tube. In contrast, the specific energy absorption values of some specimens were lower than the base tube.