Tabakalı Kompozitlerin Gerilme Analizi Üzerinde Doğrusal Olmayan Malzeme Davranışının Etkisi

Yıl 2018, Cilt: 30 Sayı: 2, 103 - 110, 19.09.2018

Mete Onur Kaman

Öz

Kompozit malzemeler genellikle çekme yükü altında
doğrusal davranış gösterirler. Ancak ince kesitli dokuma fiber kompozitler
kısmen de olsa doğrusal olmayan davranış
gösterebilmektedir. Bu çalışmada, üniform
çekme yükü altında tabakalı ince dokuma cam/epoksi kompozit levhaların çekme
testi sonucu gerilme-şekil değiştirme davranışı deneysel olarak elde
edilmiştir. Elde edilen doğrusal olmayan kuvvet-yer değiştirme grafikleri
sayısal çözümler ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, fiber takviye açısının
kuvvet-yer değiştirme grafiğine etkisi, doğrusal olmayan malzeme davranışı
kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir.
Fiber takviye açısının 0^o’den farklı olduğu durumlar için her bir
açıdaki malzeme, programa yeni bir malzemeymiş gibi girilmiş, düzlem
mühendislik sabitleri hesaplanmış ve deneysel gerilme-şekil değiştirme
davranışı ayrıca tanımlanmıştır. 

Anahtar Kelimeler

Tabakalı Kompozitler, Doğrusal Olmayan, Gerilme Analizi, Sonlu Elemanlar Metodu, Hasar Analizi

Kaynakça

• 1. Flatscher, T., Wolfahrt, M., Pinter, G. and Pettermann H.E. (2012). Simulations and experiments of open hole tension tests – Assessment of intra-ply plasticity, damage, and localization, Compos. Sci. Technol., 72: 1090-1095. 2. Yuan, Z. and Lu, Z. (2014). Numerical analysis of elastic–plastic properties of polymer composite reinforced by wavy and random CNTs, Comp. Mater. Sci., 95: 610-619. 3. Turan, K., Solmaz, M.Y. ve Kaman, M.O. (2009). Tabakalı termoplastik askı zincirlerinde elasto plastik gerilme analizi, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), 13-15 Mayıs (2009), M. Acarer, H.İ. Demirci, C. Göloğlu (Editörler), Karabük, 1569-1574. 4. Barbero, E.J., Lonetti P. and Sikkil, K.K. (2006). Finite element continuum damage modeling of plain weave reinforced composites, Compos. Part B-Eng., 37: 137-147. 5. Örçen, G., Gür, M. and Solmaz, M.Y. (2009). The plastic stress analysis at the laminated thermoplastic composite plates with elliptic hole, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 24: 667-674. 6. Wu, L., Sket, F., Molina-Aldareguia, J.M., Makradi, A., Adam, L., Doghri, I. and Noels, L. (2015). Study of composite laminates failure using an anisotropic gradient-enhanced damage mean-field homogenization model, Compos. Struct., 126: 246-264. 7. Hoffarth, C., Rajan, S.D., Goldberg, R.K., Revilock, D., Carney, K.S., Bois, P.D. and Blankenhorn, G. (2016). Implementation and validation of a three-dimensional plasticity-based deformation model for orthotropic composites, Compos. Part A-Appl. S., 91: 336-350. 8. Ryou, H., Chung, K. and Yu, W.R. (2007). Constitutive modeling of woven composites considering asymmetric/anisotropic, rate dependent, and nonlinear behavior, Compos. Part A-Appl. S., 38: 2500-2510. 9. Goyal, D., Whitcomb, J.D. and Tang, X. (2008). Validation of full 3D and equivalent tape laminate modeling of plasticity induced non-linearity in 2x2 braided composites, Compos. Part A-Appl. S., 39: 747-760. 10. Xie, M. and Adams, D.F. (1995). A plasticity model for unidirectional composite materials and its applications in modeling composites testing, Compos. Sci. Technol., 54: 11-21. 11. Carvalho, N.V.D., Pinho, S.T. and Robinson, P. (2012). Numerical modelling of woven composites: biaxial loading, Compos. Part A-Appl. S., 43: 1326-1337. 12. Goldberg, R.K., Carney, K.S., Bois, P.D., Hoffarth, C., Harrington, J., Rajan, S.D. and Blankenhorn, G. (2014). Theoretical development of an orthotropic elasto-plastic generalized composite material model, 13th International LS-Dyna Users Conference, 8-10 June (2014), Dearborn, MI, 1-11. 13. Salami, S.J., Sadighi, M. and Shakeri, M. (2015). Improved high order analysis of sandwich beams by considering a bilinear elasto-plastic behavior of core: An analytical and experimental investigation, Int. J. Mech. Sci., 93: 270-289. 14. Huang, Z.M. (2002). On a general constitutive description for the inelastic and failure behavior of fibrous laminates-Part I: Lamina theory, Comput. Struct., 80: 1159-1176. 15. Batra, R.C., Gopinath, G. and Zheng, J.Q. (2012). Damage and failure in low energy impact of fiber-reinforced polymeric composite laminates, Compos. Struct., 94: 540-547. 16. He, W., Guan, Z., Li, X. and Liu, D. (2013). Prediction of permanent indentation due to impact on laminated composites based on an elasto-plastic model incorporating fiber failure, Compos. Struct., 96: 232-242. 17. Paccola, R. R., Neto, D. P. and Coda, H. B. (2015). Geometrical non-linear analysis of fiber reinforced elastic solids considering debonding, Compos. Struct., 133: 343-357. 18. Vyas, G.M., Pinho, S.T. and Robinson, P. (2011). Constitutive modelling of fiber-reinforced composites with unidirectional plies using a plasticity-based approach, Compos. Sci. Technol., 71: 1068-1074. 19. ANSYS, 13.0, Academic Teaching Introductory, Command References and Gui.