Kompozit kirişlerin titreşim ve akustik özelliklerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi = Experimental and numerical investigation of vibration and acoustic properties of composite beams

Abstract

Bu çalışmada elyaf takviyeli kompozit malzemelerin titreşim sönümü, ses yutumu ve ses iletim kaybı gibi akustik ve titreşim davranışları deneysel olarak ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmada kullanılan elyaflar aramid, karbon ve cam elyaf dokumalardan oluşmaktadır. Kompozit malzemeler vakum infüzyon yöntemiyle üretilmiştir. Deneylerde kullanılan kirişler 250 mm uzunluğunda ve 2 mm kalınlığında, plakalar ise 100 mm çapında ve 2 mm kalınlığında dairesel geometride kesilmişlerdir. Deneysel modal analiz testleriyle her bir kirişin mod frekansları, sönüm oranları bilgileri transfer fonksiyonlar yardımıyla laboratuvar ortamında elde edilmiştir. Deneysel akustik empedans tüpü testleriyle her bir dairesel kompozit plaka numunesinin yutum katsayıları, ses iletim kaybı bilgileri transfer fonksiyonlar yardımıyla laboratuvar ortamında elde edilmiştir. Modal analiz testlerinde elde edilen veriler analiz edilerek numuneler arasında karşılaştırmalar yapılmıştır. Modal analiz sonuçlarına göre [C3 A]S kompozitlerinin en iyi, [G]8 kompozitlerinin en zayıf mekanik performansa sahip olduğu görülmüştür. Yutum testlerinde dairesel kompozit plakaların arkasına 25 mm kalınlığında tutucu sünger ilave edilmiştir. Elde edilen veriler analiz edilerek numuneler arasında karşılaştırmalar yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre [C3A]S kompozitlerinin en iyi, [C]8 kompozitlerinin ise en zayıf akustik yutum performansına sahip olduğu görülmüştür.

In this study, acoustic and vibration behaviors of fiber reinforced composite materials such as vibration damping, sound absorption and sound transmission loss were investigated experimentally and numerically. The fibers used in the study consist of aramid, carbon and glass fiber fabrics. Composite materials were produced by vacuum infusion method. The beams used in the experiments were cut in a circular geometry with a length of 250 mm and a thickness of 2 mm, while the plates were cut with a diameter of 100 mm and a thickness of 2 mm. With experimental acoustic impedance tube tests, absorption coefficients and sound transmission loss information of each circular composite plate sample were obtained in the laboratory with the help of transfer functions. The data obtained in the modal analysis tests were analyzed and comparisons were made between the samples. According to the modal analysis results, [C3A]S composites have the best mechanical performance and [G]8 composites have the weakest mechanical performance. In the absorption tests, a 25 mm thick retaining sponge was added to the back of the circular composite plates. The obtained data were analyzed and comparisons were made between the samples. According to the analysis results, [C3A]S composites have the best acoustic absorption performance, while [C]8 composites have the weakest acoustic absorption performance.