Abstract
The goal of this study achieves of stress analysis of three dimensional composite plates bonding with hybrid joints under tensile loading. Hybrid joint was designed using two parallel pins and an adhesive layer with together. Adhesive layer was assumed as a kind of epoxy resin. Meanwhile, composite material structured as upper and lower plates was aluminum metal matrix reinforced by steel fibers. ANSYS finite element code was used both three dimensional modeling process and then stress analyses. For that reason stress analysis was performed using finite element method (FEM). Structural boundary conditions which are suitable both problem and geometry were applied on three dimensional hybrid joint model. Different values of tensile loadings as 100, 200, 300, 400 ve 500 N were carried out on three dimensional models, since its different values may occur dissimilar magnitudes of stresses on hybrid joint model. Stress distributions and their values on both composite plates and adhesive layer were obtained with these five different applied tensile loadings on hybrid joint. Results of three dimensional finite element analysis point out that both distributions and magnitudes of stresses were changed by changing applied tensile loadings. The lowest tensile stresses were calculated for the lowest tensile loading as 100 N, while the uppermost tensile stresses were computed for the highest tensile loading as 500 N
References
- Madenci E, Shkarayev S, Sergeev B, Opliger D.W. and Shyprykevich, P. Analysis of composite laminates with multiple fasteners. Solids Structures 1997;2:1793-1811.
- URL-1. http://www.obitet.gazi.edu.tr/obitet/malzeme_bilgisi/kompozit%20 malzemeler.pdf (Erişim Tarihi:02.03.2013)
- Şekercioğlu T. Yapıştırma bağlantılarının dinamik yükler altındaki davranışlarının incelenmesi. Doktora tezi, Denizli: Pamukkale Üniversitesi; 2001.
- Loctite Global Tasarım Elkitabı. Erasmusdruck GmbH, Mainz, Germany; 2005.
- Solmaz MY. Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mekanik analiz ve tasarımları. Doktora tezi. Elazığ: Fırat Üniversitesi; 2008.
- Mackerle J. Finite element analysis and simulation of adhesive bonding, soldering and brazing: A bibliography (1976-1996). Modeling and Simulation in Materials Science and Engineering 1997;5:159-185.
- Volkersen O. Die nietkraftverteilung in zugbeanspructen nietverbindungen mit konstanten laschenquerschnitten. Luftfahrtforschung 1938;15: 41-47.
- Kaya A. Investigation of stress distributions in adhesive-bonded lap joint. Ph.D. thesis. İzmir: Dokuz Eylul University; 1991.
- Ceylan, D. Civatalı ve yapıştırıcılı kompozit bağlantılarda gerilme analizi. Yüksek lisans tezi. İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi; 2005.
- Çitil Ş. Kapakları parça içine gömülü çift takviyeli yapıştırma bağlantılarının mekanik özeliklerinin belirlenmesi. Yüksek lisans tezi. Erzurum: Atatürk Üniversitesi; 2010.
- Şen F, Aldaş K. Sıcaklık değişiminin yapıştırmalı ve pimli alüminyum plakalardaki gerilmeler üzerine etkisi. TÜBAV Bilim Dergisi 2010;3:323-329.
- Apalak MK, Aldas K, Şen F. Thermal non-linear stresses in an adhesively bonded and laser-spot welded single-lap joint during laser-metal interaction. Journal of Materials Processing Technology 2003;142:1-19.
- Aldaş K, Şen F. Karma bağlantılı kompozit plaklarda farklı sıcaklıklar etkisiyle oluşan gerilmelerin analizi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2012; 3:21-30.
- Alyanak İ. Yapıştırılmış ve paralel çift pim uygulanmış kompozit plakaların analizi. Yüksek Lisans Tezi. Aksaray: Aksaray Üniversitesi; 2013.
- Sayman O. Elastic-plastic and residual stresses in symmetric aluminum metal-matrix laminated plates under a linear thermal loading. Journal of Thermal Stresses 2003;26:391-406.
- ANSYS, Swanson Analysis System Inc., Houston, PA, USA.
Paralel Çift Pim Uygulanmış ve Yapıştırılmış Karma Bağlantılı Kompozit Plakaların Çekme Yükü Altında Gerilme Analizi
Abstract
Bu çalışmanın amacı, üç boyutlu karma bağlantılı kompozit plakaların çekme yükü altında gerilme analizinin yapılmasıdır. Karma bağlantı iki paralel pim ve yapıştırıcı tabakasının birlikte uygulanması ile meydana getirilmiştir. Yapıştırıcı tabakası epoksi türü bir yapıştırıcıdır. Plakaları meydana getiren kompozit malzeme ise çelik fiberlerle takviye edilmiş alüminyum matrise sahip metal matris kompozittir. Üç boyutlu modelleme ve sonrasında yapılan gerilme analizleri için ANSYS sonlu elemanlar yazılımı kullanılmıştır. Dolayısıyla gerilme analizi sonlu elemanlar metodu (FEM) ile gerçekleştirilmiştir. Üç boyutlu olarak modellenen karma bağlantı üzerine probleme ve geometriye uygun olacak şekilde gerekli yapısal sınır şartları uygulanmıştır. Karma bağlantı üzerinde meydana getireceği farklı değerlerdeki gerilmeleri oluşturmak amacıyla, 100, 200, 300, 400 ve 500 N değerlerinde çekme yükleri üç boyutlu modele uygulanmıştır. Karma bağlantıya etki ettirilen beş farklı değerdeki çekme yükleri tesiriyle, kompozit plakalar ve yapıştırıcı tabakası üzerinde oluşan gerilmeler ve dağılımları bulunmuştur. Üç boyutlu sonlu elemanlar analizlerinin sonuçları, karma bağlantı üzerindeki çekme gerilmelerinin değerleri ve dağılımlarının, etki ettirilen çekme yükü miktarının değişimine bağlı olarak değiştiğini göstermiştir. En düşük çekme gerilme değerleri etki ettirilen en düşük çekme yükü olan 100 N için hesaplanırken, en yüksek çekme gerilmeleri etki ettirilen en yüksek çekme kuvveti olan 500 N için elde edilmiştir
References
- Madenci E, Shkarayev S, Sergeev B, Opliger D.W. and Shyprykevich, P. Analysis of composite laminates with multiple fasteners. Solids Structures 1997;2:1793-1811.
- URL-1. http://www.obitet.gazi.edu.tr/obitet/malzeme_bilgisi/kompozit%20 malzemeler.pdf (Erişim Tarihi:02.03.2013)
- Şekercioğlu T. Yapıştırma bağlantılarının dinamik yükler altındaki davranışlarının incelenmesi. Doktora tezi, Denizli: Pamukkale Üniversitesi; 2001.
- Loctite Global Tasarım Elkitabı. Erasmusdruck GmbH, Mainz, Germany; 2005.
- Solmaz MY. Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mekanik analiz ve tasarımları. Doktora tezi. Elazığ: Fırat Üniversitesi; 2008.
- Mackerle J. Finite element analysis and simulation of adhesive bonding, soldering and brazing: A bibliography (1976-1996). Modeling and Simulation in Materials Science and Engineering 1997;5:159-185.
- Volkersen O. Die nietkraftverteilung in zugbeanspructen nietverbindungen mit konstanten laschenquerschnitten. Luftfahrtforschung 1938;15: 41-47.
- Kaya A. Investigation of stress distributions in adhesive-bonded lap joint. Ph.D. thesis. İzmir: Dokuz Eylul University; 1991.
- Ceylan, D. Civatalı ve yapıştırıcılı kompozit bağlantılarda gerilme analizi. Yüksek lisans tezi. İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi; 2005.
- Çitil Ş. Kapakları parça içine gömülü çift takviyeli yapıştırma bağlantılarının mekanik özeliklerinin belirlenmesi. Yüksek lisans tezi. Erzurum: Atatürk Üniversitesi; 2010.
- Şen F, Aldaş K. Sıcaklık değişiminin yapıştırmalı ve pimli alüminyum plakalardaki gerilmeler üzerine etkisi. TÜBAV Bilim Dergisi 2010;3:323-329.
- Apalak MK, Aldas K, Şen F. Thermal non-linear stresses in an adhesively bonded and laser-spot welded single-lap joint during laser-metal interaction. Journal of Materials Processing Technology 2003;142:1-19.
- Aldaş K, Şen F. Karma bağlantılı kompozit plaklarda farklı sıcaklıklar etkisiyle oluşan gerilmelerin analizi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2012; 3:21-30.
- Alyanak İ. Yapıştırılmış ve paralel çift pim uygulanmış kompozit plakaların analizi. Yüksek Lisans Tezi. Aksaray: Aksaray Üniversitesi; 2013.
- Sayman O. Elastic-plastic and residual stresses in symmetric aluminum metal-matrix laminated plates under a linear thermal loading. Journal of Thermal Stresses 2003;26:391-406.
- ANSYS, Swanson Analysis System Inc., Houston, PA, USA.
Details
| Primary Language | Turkish |
|---|---|
| Journal Section | Makaleler |
| Authors | |
| Publication Date | January 7, 2015 |
| Submission Date | January 7, 2015 |
| Published in Issue | Year 2015 Volume: 2 Issue: 2 |