Farklı malzemelere sahip hibrid kompozitlerde çatlağın mekanik davranışlara etkisinin analizi
Abstract
Metallere
göre hafif ve yüksek yorulma dayanımı, darbe dayanımı ve özgül mukavemet
özelliklerinden dolayı kompozit malzemelerin, başta havacılık sektörü olmak
üzere endüstride giderek kullanım alanı genişlemektedir. Kompozit malzemeler
arasından yaygın olarak kullanılan fiber takviyeli kompozitlerde, en önemli
kritik faktör, yükü taşıyan ve ana yapıya dağıtan fiber ile ana malzeme
arasında çatlak oluşumu ve bu çatlağın yükler neticesinde ilerleyerek yapının
dayanımını düşürmesidir. Bu çalışmada, farklı fiber açılarına sahip tabakalı
hibrid kompozit malzeme içerisinde farklı alanlara yerleştirilmiş çatlağın
mekanik davranışlara etkisi sonlu elemanlar analizi ile belirlenmeye
çalışılmıştır. Analizlerde, toplam 1.5 mm kalınlığa sahip üç tabakalı ve farklı
açılarda (0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° ve 90°) yönlendirilmiş ve cam-epoksi, bor-epoksi,
karbon-epoksi,
cam-bor-karbon-epoksi fiber takviyeli alüminyum tabakalı kompozit yapı
içerisine, kenarda ve ortada olmak üzere
farklı açılara (0° ve 30°) sahip çatlaklar oluşturulmuş ve çekme yükü
uygulanmıştır. Yapılan sonlu elemanlar analizi ile çatlaklı hibrid kompozitte
meydana gelen gerilme ve yer değiştirme değerleri elde edilmiştir. Elde edilen
sonuçlara göre, fiber oryantasyonunun uygulanan yüke (yük x eksenine 90°) paralel duruma yaklaşması ile üst ve alt alüminyum
plakada oluşan gerilmelerde düşüş görülmüştür. Ayrıca, çatlak açısının
artmasıyla kayma gerilmelerinde artış görülmüştür.
Keywords
References
- Bernhardt S, Ramulu M, Kobayashi AS. “Low-velocity impact response characterization of a hybrid titanium composite laminate”. Journal of Engineering Materials and Technology, 129(2), 220-226, 2006.
- Villanueva GR, Cantwell WJ. “The high velocity impact response of composite and fml reinforced sandwich structures”. Composites Science and Technology, 64(1), 35-54, 2004.
- Beumler T, Pellenkoft F, Tillich A, Wohlers W, Smart C. “Airbus costumer benefit from fiber metal laminates”. Airbus Deutschland GmbH, 1, 1-18, 2006.
- Faye S. “The Use of Composites in Aerospace: Past, Present and Future Challanges”. https://avaloncsl.com/resources2/presentations (14.02.2017).
- Arıcasoy O. Kompozit Sektör Raporu. İstanbul, Türkiye, İstanbul Ticaret Odası Yayını, 2006.
- Camphell FC. Structural Composite Materials. Introduction to Composite Materials. 1st ed. Ohio, USA, ASM International Handbook, 2010.
- Li DH. “Three-dimensional analysis of transverse crack fiber bridging in laminated composite plates”. Composite Structures, 164, 277-290, 2017.
- Asundi A, Choi YN. “Fiber metal laminates: an advanced material for future aircraft”. Journal of Materials Processing Technology, 94, 63-384, 1997.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Publication Date
August 17, 2018
Submission Date
March 22, 2017
Acceptance Date
-
Published in Issue
Year 2018 Volume: 24 Number: 4