Investigation Of Mechanical Stresses On Sandwich Composite Layers According To The Pressure By Making Use Of Ansys Software

Year 2018, CMES 2018, 79 - 93, 30.11.2018

Bilgin Zengin , Kürşat Kaymaz , Muzaffer Aşkın , Semih Taşkaya

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.428731

Cited By: 1

Abstract

In this study, in Ansys package program 2
different models of 3 intermediate layers, with a straight and 7° orientation
angle, are designed as 3 dimensional according to x, y, z coordinate
measurements. Sandwich plates with smooth and radial geometries were fixed in
two different tests from their right and left supports, linearly and mechanical
stresses were analyzed according to axes under 4 MPa pressure. Here, we mainly
analysed two different structures by comparing features according to the cases
that having same shape-different supports and different shapes-same support. It
has been investigated that the compression ratios of straight anchorage support
increase linearly as a function of linear meshes in the same geometry but
different support stresses. The radial anchorage support draw ratio decreases
with linear supports while the compression ratios increase with x axis and
decrease with y and z axes. On the other hand, it is concluded that radial
anchorage ratio for the structures having different shapes and same type
supports increases in x axis and decreases in both y and z. Moreover, one can see that radial linear support has lower draw and
compression ratios on the x axis, and also the quantity increases on the y axis
while the compression ratio decreases on the z axis.

Keywords

Ansys, Flat and Radial Layer, Mechanical Tension, Sandwich Composite

Sandviç Kompozit Tabakalarında Mekanik Gerilmelerin Basınca Bağlı Olarak Ansys Yazılımı İle İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada; Ansys
paket programında, 3 ara tabakadan oluşan, düz ve 7⁰’lik oryantasyon
açısına sahip radyal geometrili 2 farklı model, x, y, z koordinat ölçülerine
göre 3 boyutlu olarak tasarlanmıştır. Düz ve radyal geometriye sahip sandviç
tabakaların 2 farklı testte, sağ ve sol mesnetlerden ankastre ve çizgisel
olarak sabitlenerek 4 MPa basınç altında eksenlere göre mekanik gerilim
analizleri yapılmıştır. Geometrik şekilleri aynı-mesnetleri farklı ve geometrik
şekilleri farklı-mesnetleri aynı yapılar karşılaştırılarak incelenmiştir.
Geometrik şekilleri aynı-mesnetleri farklı gerilim sonuçlarında, düz ankastreli
mesnetin çekme oranlarının çizgisel mesnete göre artış gösterdiği ve sıkıştırma
oranlarının ise azalış gösterdiği görülmüştür. Radyal ankastreli mesnetin çekme
oranlarının çizgisel mesnete göre azalış gösterdiği ve sıkıştırma oranlarının
ise x ekseninde arttığı, y ve z eksenlerinde azaldığı görülmüştür. Geometrik
şekilleri farklı- mesnetleri aynı gerilim sonuçlarında ise, radyal ankastreli mesnetin
düz mesnete göre hem çekme ve hem de sıkıştırma oranlarının y ekseninde
arttığı, x ve z ekseninde azaldığı görülmüştür. Radyal çizgisel mesnetin düz
mesnete göre, x ekseninde çekme ve sıkıştırma oranlarının azaldığı, y ekseninde
arttığı, z ekseninde ise çekme oranının arttığı sıkıştırma oranının azaldığı
görülmüştür.

Keywords

Ansys, Düz ve Radyal Tabaka, Mekanik Gerilim, Sandviç Kompozit

References

• Atckinson, R., 1997. Innovative uses for sandwich constructions. Reinf. Plast., 41 (2), 30-33.
• Bannister, M.K., Braemar, R. ve Crothers, I.P., 1999. The mechanical performance of 3D woven sandwich composites Compos. Struct., 47, 687-690.
• Campbell, F. C., 2010. Structural Composite Materials. ASM International, Novelty, Ohio.
• Froud, G.R., 1980. Your Sandwich order,Sir?. s.l. : Composites. IPC Business Press Limited, , pp. 133- 138.
• Ganapathi, M., Patel, B.P. ve Makhecha, D.P., 2004. Nonlinear dynamic analysis of thick composite/sandwich laminates using an accurate higher-order theory. Compos B Eng, 35, 345-355.
• Gür, A.K., Taşkaya, S., Yıldız, T. ve Katı, N., 2017. Metal Matrisli Kompozit Malzemelerde Sıcaklığın Etkisiyle Sürünme ve Elastik Özelliklerin Ansys Yöntemiyle İncelenmesi. 2nd International Conference on Material Science and Technology İn Cappadocia (IMSTEC’17), Nevşehir, pp. 171-177.
• Gür, A.K., Taşkaya, S., Katı, N. ve Yıldız, T., 2017. 3D Kafes çatı modelinin Ansys yöntemiyle mekanik gerilmelerinin incelenmesi. 2nd International Conference on Material Science and Technology in Cappadocia (IMSTEC’17), Nevşehir, pp. 11-15.
• Manning, JA., Crosky, AG. ve Bandyopadhay, S., 1993. Flexural and impact properties of sandwich panels used in surfboard construction. In: Proceedings of the International Conference on Advanced Composites. Wollongong, Australia, pp. 123–128.
• Muc, A. ve Nogowczyk, R., 2005. Formy zniszczenia konstrukcji sandwiczowych z okładzinami wykonanymi z kompozytów. Composites, 5 (4), 31–36.
• Natarajan, S., Deogekar, P.S., Manickam, G. ve Belouettar, S., 2014. Hygrothermal effects on the free vibration and buckling of laminated composites with cutouts. Compos Struct, 108, 848-855.
• Ochelski, S. ve Niezgoda, T., 2007. Kompozytowe konstrukcje pochłaniające energię uderzenia. Przegląd Mechaniczny, 1, 21–28.
• Panigrahi, S.K. ve Pradhan, B., 2007. Delamination damage analyses of adhesively bonded lap shear joints in laminated frp composites. International Journal of Fracture Mechanics, 148, 373-385.
• Park, J.S., Kim, J.H. ve Moon, S.H., 2004. Vibration of thermally post-buckled composite plates embedded with shape memory alloy fibers. Compos Struct, 63, 179-188.
• Polat, A., Kaya, Y. ve Özşahin, T.Ş., 2017. Fonksiyonel derecelendirilmiş tabakada sürekli temas probleminin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi. 20. Ulusal Mekanik Kongresi, Uludağ Üniversitesi, Bursa, pp. 332-341.
• Polat, A., Kaya, Y. ve Özşahin, T.Ş., 2018. Elastik yarı sonsuz düzlem üzerine oturan ağırlıklı tabakanın sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak sürtünmesiz temas problemi analizi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6, 357-368.
• Swanson, S.R. ve Kim, J.M., 2003. Design of sandwich structures under contact loading. Composite Structures, 59, 403-413.
• Tawfik, M., Ro, J.J. ve Mei, C., 2002. Thermal post-buckling and aeroelastic behaviour of shape memory alloy reinforced plates. Smart Mater Struct, 11, 297-307.
• Taşkaya, S., 2017. St 37 çeliğinin Ansys programında basınca bağlı olarak mekanik gerilmelerin incelenmesi. The Journal of International Manufacturing and Production Technologies, 1 (1), 39-46.
• Taşkaya, S., 2018. Investigation of mechanical and elastic stresses in Ansys program by finite elements method of 3D lattice roof model. Mugla Journal Of Science and Technology, 4 (1), 27-36.
• Taşkaya, S., Zengin, B. ve Kaymaz, K., 2018. Investıgatıon of force and moment effect of St 37 and St 70 roof lattıce steels in Ansys program. Middle East Journal Of Science, 4 (1), 23-35.
• Vangipuram, P. ve Ganesan, N., 2007. Buckling and vibration of rectangular composite viscoelastic sandwich plates under thermal loads. Compos Struct, 77, 419-429.
• Zhang, F., Ramadan M., Baozhong, S. ve Bohong, G., 2013. Damage behaviors of foam sandwiched composite materials under quasi static three point bending. Applied Composite Materials, 20, 1231-1246.