Effect of Fiber Orientation Angle on the Failure Mode of Pin Jointed Laminated Composite Plates

Abstract

In this study, the major aim is to investigate change effects of fiber orientation angles on the failure loads and failure modes for the pin jointed laminated composite plates. In the analysis, laminated composite plates with epoxy matrix resin reinforced unidirectional carbon fibers are used. The ply arrangements are chosen [?0]4 and ?; fiber reinforced angle changes from 00 to 900 with 150 increments. The failure load and failure mode are analyzed experimentally and numerically. In the numerical analysis Ansys program is used. In the program, material properties are degraded using APDL code which is written for progressive failure analysis and contains Hashin failure criteria for laminated composite plates. In the experimental study, the maximum failure load for [150]4 laminae cofiguration, 749.917 N and minimum failure load for [600]4, 467.483 N laminae configuration are obtained. A good agreement between experimental and numerical solution is obtained.

Keywords

• Laminated composite materials, Progressive failure analysis, Pin joints, Finite element method.

Pim Bağlantılı Tabakalı Kompozit Levhalarda Fiber Takviye Açısının Hasar Tipine Etkisi

Öz

Bu çalışmada, pim bağlantılı tabakalı kompozit levhalarda fiber takviye açısının değişiminin hasar yükleri ve hasar tipleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Analizlerde tek yönlü karbon fiberlerle takviye edilmiş epoksi reçine matriksli tabakalı kompozit levhalar kullanılmıştır. Tabaka dizilimleri [?0]4 olmak üzere, ?; fiber takviye açısı 00 'den 900'ye kadar 150'lik artımlarla seçilmiştir. Levhaların farklı fiber takviye açılarındaki hasar yükü ve hasar tipleri deneysel ve sayısal olarak bulunmuştur. Sayısal çalışmada Ansys programı kullanılmıştır. Tabakalı kompozit levhaların ilerlemeli hasar analizi için Hashin hasar kriteri kullanan APDL kodları yazılarak malzeme indirgemeleri yapılmıştır. Deneysel çalışmada en büyük hasar yükü 749.917 N ile [150]4 tabaka dizilimi için ve en düşük hasar yükü ise 467.483 N ile [600]4 tabaka dizilimi için elde edilmiştir. Sayısal ve deneysel çalışma sonuçlarının uyumlu olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Tabakalı kompozit malzemeler, İlerlemeli hasar analizi, Pim bağlantıları, Sonlu elemanlar metodu.