Stress Analysis of Double Pinned and Adhesively Bonded Composite Plates with Different Adhesive Types

Abstract

In this study, double pin connection was applied and stress analysis of layered composite plate bonded with different types of adhesive was investigated. ANSYS (V19) finite element software was used for analysis, modeling and solution. Modeling was done in 3D. Various boundary conditions and loads were applied on the model. Unlike the existing studies, contact analysis was performed for the hole and the pin on the layered composite plate and analysis was carried out in this way. Tensile load was applied to the material and the stresses between the different adhesive types and models were determined in the material and hole regions.

Keywords

• Composite materials
• pin connection
• bonding connection
• contact analysis
• stress analysis

Çift Pimli ve Yapıştırmalı Kompozit Plakalarda Farklı Yapıştırıcı Türleriyle Gerilme Analizi

Abstract

Bu çalışmada çift pim bağlantısı uygulanmış ve farklı yapıştırıcı türleri ile yapıştırılmış ve farklı oryantasyon açılarında tabakalı kompozit plakada gerilme analizleri incelenmiştir. Analiz, modelleme ve çözüm için ANSYS (V19) sonlu elemanlar yazılımı kullanılmıştır. Modelleme üç boyutlu olarak yapılmıştır. Model üzerine gerekli sınır şartları ve yüklemeler uygulanmıştır. Mevcut çalışmalardan farklı olarak, tabakalı kompozit plaka üzerindeki delik ve pim için kontak analizi yapılmış ve analiz bu şekilde gerçekleştirilmiştir. Malzemeye çekme yükü uygulanmış, malzeme ve delik bölgelerinde farklı yapıştırıcı türleriyle ve buna ilave olarak tabakalı kompozit plakada farklı oryantasyon açılarında modeller arasında meydana gelen gerilmeler belirlenmiştir.

Keywords

• Kompozit malzemeler
• pim bağlantısı
• yapıştırma bağlantısı
• kontak analizi
• gerilme analizi

References

1. Aldaş K, Şen F, 2011. Karma Bağlantı Uygulanmıs Farklı Metal Plakalarda Meydana Gelen Gerilmelerin İncelenmesi. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8 (2): 1-12
2. Alyanak İ, Şen F, 2015. Paralel Çift Pim Uygulanmış ve Yapıştırılmış Karma Bağlantılı Kompozit Plakaların Çekme Yükü Altında Gerilme Analizi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2: 11-23
3. Apalak M K, Aldaş K, Şen F, 2003. Thermal non-linear stresses in an adhesively bonded and laser-spot welded single-lap joint during laser-metal interaction. Journal of Materials Processing Technology, 1–19.
4. Aydın S, Solmaz M, Turgut A, 2011. Epoksi ve Akrilik Bazlı Yapıştırıcıların Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi. 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), Elazığ, 383-388
5. Beylergil B, Cunedioğlu Y, Aktaş A, 2011. Experimental and Numerical Analysis of Single Lap Composite Joints with Inter-adherent Fibers. Composites: Part B, 42: 1885-1896
6. Callister W D, Retwisch D G, 2015. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği. Nobel Akademik Yayıncılık
7. Çitil Ş, Temiz Ş, Özel A, 2012. Çekmeye Maruz Ara Boşluklu Yapıştırma Bağlantılarında Gerilme Analizi. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5 (2): 173-190
8. He X, 2010. Effect of Mechanical Properties of Adhesives on Stress Distributions in Structural Bonded Joints. Proceedings of the World Congress on Engineering London: International Association of Engineers: 1168-1172

9. Karakılçık S, Özbay M, Adin H, 2016. Dairesel delikli kompozit levhalarda gerilme yığılmalarının incelenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 7 (1): 113-128
10. Karakuzu R, Taylak N, İçten B M, Aktaş M, 2008. Effects of geometric parameters on failure behavior in laminated composite plates with two parallel pin-loaded holes. Composites Structures, 85: 1-8
11. Kırkayak L, 2019. Yapıştırma bağlantılı kompozitlerde yapıştırma geometrisininin gerilme dağılımına Etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25 (1): 27-33
12. Kiral B G, 2010. Effect of the clearance and interference-fit on failure of the pin-loaded composites. Materials and Design, 31: 85-93
13. Kishore A N, Malhotra S K, Prasad N S, 2009. Failure analysis of multi-pin joints in glass fibre/epoxy composite laminates. Composite Structures, 91: 266-277
14. Liao L, Huang C, Sawa T, 2013. Effect of adhesive thickness, adhesive type and scarf angle on the mechanical properties of scarf adhesive joints. International Journal of Solids and Structures, 50: 4333-4340.
15. Naveenraj A, Karthick R, Baskaran P, 2020. Tensile Strength Analysis of Serially Pinned Joints in E-Glass Composite Plates. Material Today: Proceedings, 21: 78-82
16. Okutan B, Karakuzu R, 2003. The strength of pinned joints in laminated composites. Composites Science and Technology, 63: 893-905
17. Özel A, Yazıcı B, Akpınar S, Aydın M D, Temiz Ş, 2014. A Study on the Strength of Adhesively Bonded Joints with Different Adherents. Composites: Part B, 62: 167-174
18. Pakdil M, Şen F, Sayman O, 2009. Damage Development in Bolted Composites with Clearance Subjected to Preload. International Journal of Engineering and Applied Sciences (IJEAS), 1 (4): 52-66
19. Sayman O, 2012. Elasto-plastic stress analysis in an adhesively bonded single-lap joint. Composites: Part B, 43: 204-209.
20. Şen F, Pakdil M, Sayman O, Benli S, 2008. Experimental failure analysis of mechanically fastened joints with clearance in composite laminates under preload. Materials and Design, 29: 1159-1169
21. Turan K, Kaman M O, Gür M, 2010. Pim Bağlantılı Tabakalı Kompozit Levhalarda Fiber Takviye Açısının Hasar Tipine Etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16 (2): 213-220
22. Wahab M A, 2014. The Mechanics of Adhesives in Composite and Metal Joints. Pennsylvania. DEStech Publications Inc
23. Zhou Y, Fei Q, Tao J, 2016. Profile design of loaded pins in composite single lap joints: From circular to non-circular. Results in Physics, 6: 471-480.