Polimer Matris Kompozitlerde Yıldırım Çarpma Hasarının Modellenmesi

Havacılık yapılarında kullanılan quasi-izotropik CFRP tabakalı kompozitlerin yıldırım çarpma hasar davranışını araştırmak üzere modelleme çalışması yapılmıştır. Önce CNT katkılı ve katkısız T800/M21 kompozitin termal, elektrik ve mekanik özellikleri deneysel olarak elde edilmiştir. Daha sonra yıldırım çarpması simülasyonu için, çeşitli dalga formları ve pik akımlarının hasara etkisi Abaqus sonlu elemanlar programı ile analiz edilmiştir. Bunun için birleşik elektrik ve termal analizler çoklu fizik kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar açık literatürden elde edilen deneysel verilerle doğrulanmıştır. Hasar bölgesi reçinenin bozunum sıcaklığı dikkate alınarak tahmin edilmiştir. Bir sonraki adımda, farklı yüzde ağırlık oranlarına sahip CNT’lerin reçineye katıldığı göz önüne alınmıştır. Bu durumda CFRP plakanın elektrik özellikleri güncellenerek birleşik elektrik ve termal analiz yapılmıştır. Sonuçlara göre her bir tabakadaki hasar alanı ve hasar kalınlığının farklı dalga form veya pik çarpma akımları etkisinde doğrusal olmayan bir şekilde değiştiği görülmüştür. Reçineye katılan CNT ağırlık yüzdesi arttığında hasar bölgesinin önemli derecede azalmaktadır. Çünkü plaka kalınlığı boyunca elektrik iletkenliği yıldırım çarpması hasarında önemli bir rol oynamaktadır.