LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY

Mustafa Yaman; Kübra Çağla Çıbıkçı

TR EN

DEĞİŞEN ELYAF YÖNLENDİRMELERİ VE ÇEKİRDEK KALINLIKLARINA SAHİP CAM ELYAF/EPOKSİ-ALÜMİNYUM PETEK ÇEKİRDEK SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DÜŞÜK HIZLI DARBE DAVRANIŞI: DENEYSEL ÇALIŞMA

Öz

Bu çalışmada, cam elyaf/epoksi yüzey tabakaları ve alüminyum petek çekirdekten oluşan sandviç kompozitlerin düşük hızlı darbe davranışı, yüzey tabakası dizilimi ve çekirdek kalınlığına odaklanılarak deneysel olarak incelenmiştir. [0/0/0/0]s, [0/90/90/0]s ve [45/-45/-45/45]s olmak üzere üç yüzey tabakası konfigürasyonu ile 6, 10 ve 15 mm kalınlığındaki petek çekirdekler değerlendirilmiştir. Düşük hızlı darbe testleri ASTM D7136 standardına göre gerçekleştirilmiş ve darbe performansı kuvvet-yer değiştirme tepkileri ile görünür hasar üzerinden değerlendirilmiştir. Sonuçlar, elyaf yönelimi ve çekirdek kalınlığının darbe direnci ve hasar mekanizmalarını önemli ölçüde etkilediğini göstermiştir. Çapraz katmanlı numuneler daha yüksek başlangıç tepe kuvveti direnci gösterirken, açılı katmanlı numuneler daha geniş bir yer değiştirme aralığında yüksek enerji sönümleme ile daha ilerlemeli ve sünek bir hasar davranışı sergilemiştir. Çekirdek kalınlığının artırılması, darbe enerjisinin alt bölgelere iletimini ve alt yüzey tabakasındaki hasar şiddetini azaltmıştır. Bulgular, uygun yüzey tabakası yönelimi ve çekirdek kalınlığı seçiminin havacılık, otomotiv ve denizcilik uygulamalarına yönelik sandviç kompozitlerin darbe performansını iyileştirebileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK)

Proje Numarası

108M544

Etik Beyan

Bu çalışma için Etik Kurul Onayı gerekmemektedir.

Teşekkür

Bu çalışmada, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından yürütülen 108M544 No'lu proje kapsamında elde edilen veriler kullanılmış olup, veri toplama, proje desteği ve çalışmanın aşamalarında bize verdikleri değerli katkılardan dolayı tüm proje ortaklarımıza teşekkür ederiz.

LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY

Öz

This research experimentally investigates the low-velocity impact response of sandwich composites with glass fiber/epoxy face sheets and aluminum honeycomb cores, focusing on face sheet layup and core thickness. Three face sheet configurations, [0/0/0/0]s, [0/90/90/0]s, and [45/-45/-45/45]s, and honeycomb cores with thicknesses of 6, 10, and 15 mm were examined. Low-velocity impact tests were conducted according to ASTM D7136, and impact performance was evaluated through force-displacement responses and visible damage. The results showed that fiber orientation and core thickness significantly influenced impact resistance and damage mechanisms. Cross-ply specimens exhibited higher initial peak force resistance, whereas angle-ply specimens showed a more progressive and ductile failure behavior with enhanced energy dissipation over a larger displacement range. Increasing core thickness reduced impact energy transmission to the lower regions and decreased damage severity in the lower face sheet. These findings demonstrate that appropriate selection of face sheet orientation and core thickness can improve the impact performance of sandwich composites for aerospace, automotive, and marine applications.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Scientific and Technological Research Council of Türkiye (TUBITAK)

Proje Numarası

108M544

Etik Beyan

Not Applicable.

Teşekkür

This study used data obtained within the scope of the Scientific and Technological Research Council of Türkiye (TUBITAK) project, Grant No: 108M544, and we would like to thank all project collaborators for their valuable contributions to data collection, project support, and input during the stages of this work.

Kaynakça

Alfouneh, M., Ji, J., & Luo, Q. (2020). Optimal design of multi-cellular cores for sandwich panels under harmonic excitation. Composite Structures, 248, 112507. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112507
Arslan, K., & Gunes, R. (2023). Experimental analysis on deformation and damage behavior of Al6061/SiC functionally graded plates under low-velocity impact. Ceramics International, 49(19), 31012-31023. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.07.045
Bozkurt, İ. (2024). Investigation of Low Velocity Impact Behavior of Aluminum Honeycomb Sandwich Structures with GFRP Face Sheets by Finite Element Method. Duzce University Journal of Science and Technology, 12(4), 2159-2184. https://doi.org/10.29130/dubited.1477434
Chen, Q., Du, S., Jiang, Z., Liu, Y., Du, R., & Zhao, G. (2020). Mechanical properties of foam sandwich with chopped‐glass‐fiber/carbon nanotube reinforced hierarchical structure interlayer. Polymer Composites, 41(8), 3411-3420. https://doi.org/10.1002/pc.25630
Hao, A., Zhao, H., & Chen, J. Y. (2013). Kenaf/polypropylene nonwoven composites: The influence of manufacturing conditions on mechanical, thermal, and acoustical performance. Composites Part B: Engineering, 54, 44-51. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.04.065
Kaveloğlu, S., & Temiz, Ş. (2024). Investigation of low-velocity impact performances of sandwich composites manufactured using 3d printer. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 39(1), 139-150. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1172545
Nassir, N. A., Birch, R. S., Cantwell, W. J., & Guan, Z. W. (2023). The influence of composite core thickness on the perforation resistance of titanium-based FMLs. Results in Materials, 19, 100414. https://doi.org/10.1016/j.rinma.2023.100414
Njuguna, J., Michałowski, S., Pielichowski, K., Kayvantash, K., & Walton, A. C. (2011). Fabrication, characterization and low‐velocity impact testing of hybrid sandwich composites with polyurethane/layered silicate foam cores. Polymer Composites, 32(1), 6-13. https://doi.org/10.1002/pc.20995

Öndürücü, A., & Karacan, A. (2018). Tabakali Cam Elyaf/Epoksi Kompozitlerin Darbe Davranişinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 6(3), 435-447. https://doi.org/10.21923/jesd.363292
Özbek, Ö., Bozkurt, Ö. Y., & Erkliğ, A. (2020). Low Velocity Impact Behaviors Of Basalt/Epoxy Reinforced Composite Laminates with Different Fiber Orientations. Turkish Journal of Engineering, 4(4), 197-202. https://doi.org/10.31127/tuje.644025
Öztürk, O., & Elaldı, F. (2024). Low Velocity Bird-Like Impact Behavior on Honeycomb Composite Structure. Politeknik Dergisi, 27(5), 1999-2011. https://doi.org/10.2339/politeknik.1443846
Sun, G., Huo, X., Wang, H., Hazell, P. J., & Li, Q. (2021). On the structural parameters of honeycomb-core sandwich panels against low-velocity impact. Composites Part B: Engineering, 216, 108881. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.108881
Sharma, A. P., Khan, S. H., & Velmurugan, R. (2019). Effect of through thickness separation of fiber orientation on low velocity impact response of thin composite laminates. Heliyon, 5(10). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02706
Wang, Y., Wei, X., Li, Z., Gong, C., Xue, P., & Xiong, J. (2024). Low-velocity impact responses and failure of sandwich structure with carbon fiber composite honeycomb cores. International Journal of Impact Engineering, 192, 105034. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2024.105034
Xie, Z., Zhao, W., Wang, X., Hang, J., Yue, X., & Zhou, X. (2018). Low-velocity impact behaviour of titanium honeycomb sandwich structures. Journal of Sandwich Structures & Materials, 20(8), 1009-1027. https://doi.org/10.1177/1099636217728421
Yalkın, H. E., Karakuzu, R., & Alpyıldız, T. (2022). Low velocity impact behavior of sandwich composites with different structural configurations of foam core: an experimental study. Journal of Sandwich Structures & Materials, 24(6), 1941-1960. https://doi.org/10.1177/10996362221115050
Yapıcı, A., & Yapıcı, İ. (2016). E-Cami/Epoksi Tabakali Kompozitlerde Düşük Hizli Darbe Davranişinin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle İncelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 1(1), 48-60. https://doi.org/10.28948/ngumuh.239393
Zangana, S., Epaarachchi, J., Ferdous, W., Leng, J., & Schubel, P. (2021). Behaviour of continuous fibre composite sandwich core under low-velocity impact. Thin-Walled Structures, 158, 107157. https://doi.org/10.1016/j.tws.2020.107157
Zangana, S., Epaarachchi, J., Ferdous, W., & Leng, J. (2020). A novel hybridised composite sandwich core with Glass, Kevlar and Zylon fibres–Investigation under low-velocity impact. International Journal of Impact Engineering, 137, 103430. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2019.103430
Zhang, G., Wang, B., Ma, L., Wu, L., Pan, S., & Yang, J. (2014). Energy absorption and low velocity impact response of polyurethane foam filled pyramidal lattice core sandwich panels. Composite Structures, 108, 304-310. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2013.09.040

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Makine Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Mustafa Yaman ^*
0000-0002-6929-8058
Türkiye

Kübra Çağla Çıbıkçı
0000-0002-4060-5608
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

3 Eylül 2026

Gönderilme Tarihi

19 Eylül 2025

Kabul Tarihi

2 Mart 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 29 Sayı: 3

IZ

https://izlik.org/JA98SU45LT

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Yaman, M., & Çıbıkçı, K. Ç. (2026). LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(3), 1291-1308. https://izlik.org/JA98SU45LT

AMA

1.Yaman M, Çıbıkçı KÇ. LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2026;29(3):1291-1308. https://izlik.org/JA98SU45LT

Chicago

Yaman, Mustafa, ve Kübra Çağla Çıbıkçı. 2026. “LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 (3): 1291-1308. https://izlik.org/JA98SU45LT.

EndNote

Yaman M, Çıbıkçı KÇ (01 Eylül 2026) LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 3 1291–1308.

IEEE

[1]M. Yaman ve K. Ç. Çıbıkçı, “LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY”, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 29, sy 3, ss. 1291–1308, Eyl. 2026, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA98SU45LT

ISNAD

Yaman, Mustafa - Çıbıkçı, Kübra Çağla. “LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29/3 (01 Eylül 2026): 1291-1308. https://izlik.org/JA98SU45LT.

JAMA

1.Yaman M, Çıbıkçı KÇ. LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2026;29:1291–1308.

MLA

Yaman, Mustafa, ve Kübra Çağla Çıbıkçı. “LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 29, sy 3, Eylül 2026, ss. 1291-08, https://izlik.org/JA98SU45LT.

Vancouver

1.Mustafa Yaman, Kübra Çağla Çıbıkçı. LOW-VELOCITY IMPACT BEHAVIOR OF GLASS FIBER/EPOXY-ALUMINUM HONEYCOMB CORE SANDWICH COMPOSITES WITH VARYING FIBER ORIENTATIONS AND CORE THICKNESSES: EXPERIMENTAL STUDY. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 01 Eylül 2026;29(3):1291-308. Erişim adresi: https://izlik.org/JA98SU45LT