AN ELASTIC STRESS ANALYSIS FOR A POLYMER MATRIX COMPOSITE CANTILEVER BEAM SUBJECTED TO A SINGLE TRANSVERSE FORCE

Abstract

In this study, elasto-plastic stress analysis is carried out in a polymer matrix composite cantilever beam of arbitrary fiber orientation subjected to a single transverse force applied to the free end by using the anisotropic elasticity theory. The residual stress component of ?x and yield points are determined for 0°, 30°, 45°, 60° and 90° fiber orientation angles. The yielding begins for 0° and 90° fiber orientation angles at the upper and lower surfaces of the beam at the same distances from the free end. It is seen that the yielding begins for 30°, 45° and 60° fiber orientation angles at the upper surface of the beam. The intensity of the residual stress component of ?x is maximum at the upper and lower surfaces of the beam. In this study, the residual stress component of ?x obtained for the polymer matrix composite thermoplastic cantilever beam reinforced by reinforced unidirectional fibers is compared with that of the thermoplastic cantilever beam reinforced by woven Cr-Ni steel fibers.

Keywords

• Elasto-plastic stress, Cantilever beam, Polymer matrix

SERBEST UCUNDAN TEKİL BİR YÜKE MARUZ POLİMER MATRİKSLİ KOMPOZİT ANKASTRE BİR KİRİŞ İÇİN ELASTO-PLASTİK GERİLME ANALİZİ

Öz

Bu çalışmada, serbest ucundan P yüküne maruz tek yönlü fiberlerle takviye edilmiş polimer matriksli kompozit ankastre bir kiriş için anizotrop elastisite teorisi kullanılarak elasto-plastik gerilme analizi yapılmıştır. 0°, 30° 45°, 60° ve 90° oryantasyon açıları için akma noktaları hesaplanarak ?x kalıntı gerilme bileşenleri elde edilmiştir. Akma, 0° ve 90° oryantasyon açıları için kirişin en alt ve en üst yüzeylerinde aynı anda başlamaktadır. 30°, 45°ve 60° oryantasyon açıları için ise kirişin en üst yüzeyinde akmanın daha önce başladığı görülmüştür. Kirişin en alt ve en üst yüzeylerinde ?x kalıntı gerilme bileşeni maksimumdur. Bu çalışmanın sonucunda tek yönlü fiberlerle takviye edilmiş polimer matriksli kompozit kiriş için elde edilen ?x kalıntı gerilme bileşenleri, daha önceki alışmalarda örgü fiberlerle takviye edilmiş termoplastik matriksli kompozit kiriş için elde edilmiş olan ?x kalıntı gerilme bileşenleri ile karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Elasto-plastik gerilme, Ankastre kiriş, Polimer matriks