Karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) kompozitler, düşük yoğunlukta yüksek rijitlik ve mukavemetleri nedeniyle çeşitli hafif mühendislik uygulamalarında geniş bir kullanım alanı bulmuştur. Bununla birlikte, CFRP yapıları düşük taşıma mukavemeti gibi belirli zayıflıklar gösterirler, bu durum da CFRP yapılarındaki darbe direncinin azalmasına neden olur. Bu sorunu çözmek için metallerin şekillenebilirliğini ve CFRP kompozitlerin yüksek özgül mukavemeti birlikte kullanılarak metal/CFRP kompozitler bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada çekme testleri 0°, 90° ve ±45° istifleme dizilimi ile CFRP kompozit levhalar üzerinde gerçekleştirilmiş ve ilgili yük-şekil değişimi eğrileri elde edilmiştir. Çekme testlerinin sayısal çözümlenmesi, LS-DYNA simülasyon programı kullanılarak gerçekleştirilmiş ve sayısal model deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır. Ayrıca, farklı kalınlıklardaki metal alaşımı/CFRP hibrit kompozit levhaların çekme yüklemesi altındaki kırılma davranışı üzerinde çeşitli metal tiplerinin etkisinin incelenmesi için nümerik simülasyonlar yapılmıştır. Sonuçlar hem hibrit CFRP kompozitlerinin kalınlığının hem de metal tipinin metal-hibrit kompozitlerin performansı üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermektedir. Ek olarak, çekme testi sonuçları ile sayısal simülasyon sonuçları arasında karşılaştırma yapılmış iyi bir uyum olduğu görülmüştür.
Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites have found widespread use in various lightweight engineering applications, owing to their high stiffness and strength at low density. Nevertheless, they exhibit certain weaknesses, such as low bearing strength, leading to reduced impact resistance in CFRP components. In addressing this challenge, metal/CFRP composites have emerged as an alternative, leveraging the ductility of metals along with the high specific strength of the CFRP composites. In this study, tensile tests were conducted on the CFRP composite plates with 0°, 90°, and ±45° stacking sequences, and the corresponding load-displacement curves were obtained. The numerical simulation of tensile tests was conducted by the LS-DYNA software, and the numerical model was verified with the experimental results. Furthermore, numerical simulations were conducted to examine the influence of various metal types on the failure behavior of metal alloy/CFRP hybrid composite plates with different thicknesses under tensile loading. The results indicate that both the thickness of the hybrid CFRP composites and the type of metal have a substantial impact on the performance of metal-hybrid components. Additionally, a comparison between the tensile test results and numerical simulation results reveals a good agreement.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Solid Mechanics, Material Design and Behaviors |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | October 23, 2024 |
Submission Date | April 23, 2024 |
Acceptance Date | August 20, 2024 |
Published in Issue | Year 2024 |