Farklı Fiber Yönlenme Açılarının Tabakalı Kompozit Kirişlerin Doğal Frekansına Etkisinin Yanıt Yüzey Metodu ile İncelenmesi

Abstract

Bu çalışma, farklı fiber yönlenme açılarının karbon elyaf takviyeli epoksi tabakalı kompozitlerin doğal frekans değerlerine ne şekilde etki ettiğinin yanıt yüzey metodu (YYM) ile belirlenmesini amaçlamaktadır. Box-Behnken tasarımına (BBT) göre belirlenen 15 adet tasarım konfigürasyonu ile deney tasarımı gerçekleştirilmiştir. ANSYS sonlu elamanlar analizi paket programında deney tasarım noktalarındaki girdi parametrelerine uygun olarak oluşturulan modellerin modal analizleri gerçekleştirilmiştir. Temel frekans değerleri yanıt vektörü olarak elde edilmiştir. Kuadratik regresyon (KR) modelinin kurulması için girdi parametreleri ve bu parametrelere karşılık gelen yanıt verileri kullanılmıştır. Modelin tahmin kabiliyetinin artırılması ve daha basit bir model kurulması amacıyla, istatistiksel olarak anlamsız olan terimler modelden çıkarılmıştır. Varyans analizi (ANOVA) sonuçlarına göre, literatürle uyumlu bir şekilde, dış tabakalardaki fiber yönlenme açılarının yapının doğal frekansına olan etkisinin, tarafsız eksende bulunan merkez tabakaya kıyasla yaklaşık 2 kat daha fazla olduğu hesaplanmıştır. Rastgele tasarım parametrelerinde modellenen 112 adet sonlu elemanlar modeli modal analize tabi tutulmuştur. Titreşim analizi sonuçları kullanılarak makine öğrenmesi tabanlı “Gauss Process Regression” yöntemi ile yeni bir regresyon modeli kurulmuştur. Önerilen bu matematiksel modelin BBT örneklem parametreleri için KR modeline kıyasla yaklaşık 34 kat daha az hata ile tahmin sağlayabildiği belirlenmiştir.