YAPIŞTIRMA VE ÇİFT PİM BAĞLANTILI TABAKALI KOMPOZİT PLAKALARDA PİMLER ARASI MESAFE DEĞİŞİMİNİN GERİLMELERE ETKİSİ

Year 2022, Volume: 27 Issue: 1, 103 - 118, 30.04.2022

İlker Erzincanlı , Semih Benli

https://doi.org/10.17482/uumfd.971524

Abstract

Bu çalışmada çift pim bağlantısı uygulanmış ve epoksi yapıştırıcı ile yapıştırılmış cam fiber/epoksi tabakalı kompozit plakada farklı delik eksen pozisyonları için oluşan gerilmeler belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. 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 uygulanarak, delik eksenlerinin kenara ve delik eksenleri arası mesafe oranları için modeller arasında meydana gelen gerilmeler belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Çalışmada delik ekseninin kenara uzaklığının çapa oranı (E/D) 5, 4, 3, 2 seçilmiş ve delik eksenleri arası uzaklığın çapa oranı da (K/D) 5, 4, 3, 2 seçilmiştir. Çalışmanın sonuçlarında yapıştırıcı tabakasındaki gerilmeler delik eksenlerindeki değişimlerden yüksek oranda etkilenmediği görülmüştür. Kenara yakın delikteki aynı K/D değerleri için E/D değerlerindeki azalma, basma gerilmelerinde artışa neden olmuştur. Kenardan uzaktaki delikte ise aynı K/D değerleri için E/D değerlerindeki azalma ile çekme gerilmelerinde azalma görülmüştür.

Keywords

Yapıştırmalı Bağlantı, Pimli Bağlantı, Tabakalı Kompozit, Tsai Wu Hasar Analizi, Kontak Analizi, Sonlu Elemanlar

The Effect of the Distance Between Pins on Stresses in Laminated Composite Plates with Bonding and Double Pin Connections

Abstract

In this study, the stresses for different hole axis positions in the glass fibre/epoxy laminated composite plate bonded with epoxy adhesive and double pin joint were determined and compared. ANSYS (V19) finite element software was used for analysis, modeling and solution. Modeling is done in three dimensions. Necessary boundary conditions and loads have been applied on the model. Unlike the current studies, contact analysis was performed for the hole and pin on the laminated composite plate and the analysis was carried out in this way. By applying a tensile load to the material, the stresses between the models for the ratio of the hole axes to the edge and the distance between the hole axes were determined and compared. In the study, the ratio of the distance from the hole axis to the diameter (E/D) was chosen as 5, 4, 3, 2 and the ratio of the distance between the hole axes to the diameter (K/D) was chosen as 5, 4, 3.2. In the results of the study, it was seen that the stresses in the adhesive layer were not highly affected by the changes in the hole axes. For the same K/D values in the hole close to the edge, the decrease in the E/D values resulted in an increase in the compressive stresses. In the hole far from the edge, for the same K/D values, a decrease in the tensile stresses was observed with the decrease in the E/D values.

Keywords

Bonded Connection, Pin Connection, Layered Composite, Tsai Wu Failure Criteria, Contact Analysis, Finite Element

References

• 1. Arıkan, V. Doğan, A. Doğan, T. Sabancı, E. ve Al-Shamary A.K.J. (2015) Effects of Temperature and Hole Drilling on Adhesively Bonded Single-Lap Joints, The Journal of Adhesion, 91, 177-185.
• 2. Cürgül, İ. (1997) Makina Elemanları 1, Cilt I, Kocaeli Üniversitesi Yayınları, Kocaeli.
• 3. Jones, R.M. (1999) Mechanics of Composite Materials, Taylor & Francis, Inc., Philadelphia.
• 4. Karakuzu, R. Çalışkan, C. R. Aktaş, M. ve İçten, B.M. (2008) Failure behavior of laminated composite plates with two serial pin-loaded holes, Composite Structures, 82, 225-234.
• 5. Kishore, A.N. Malhotra, S.K. ve Prasad N.S. (2009) Failure analysis of multi-pin joints in glass fibre/epoxy composite laminates, Composite Structures, 91, 266-277.
• 6. Lee, Y.H. Lim, D.W. Choi, J.H. Kweon, J.H. ve Yoon, M.K. (2010) Failure load evaluation and prediction of hybrid composite double lap joints, Composite Structures, 92, 2916-2926.
• 7. Li, X. Tan, Z. Wang, L. Zhangb, L. Xiaob, Z. Luo, H. (2020) Experimental investigations of bolted, adhesively bonded and hybrid bolted/bonded single-lap joints in composite laminates, Materials Today Communications, 24.
• 8. Okutan B. ve Karakuzu R. (2003) The strength of pinned joints in laminated composites, Composites Science and Technology, 63, 893-905
• 9. Saraç İ. (2020) Çekme Yükü Uygulanmış Boru Yapıştırma Bağlantılarında Bindirme Uç Geometrisinin Bağlantı Dayanımına Etkisinin Araştırılması, Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8, 4, 733-744.
• 10. Soykok, İ.F. (2015) End geometry and pin-hole effects on axially loaded adhesively bonded composite joints, Composites Part B, 77, 129-138.
• 11. Wahab, M.A. (2014) The Mechanics of Adhesives in Composite and Metal Joints, DEStech Publications Inc, Pennsylvania.
• 12. Whitworth, H. Aluko, O. ve Tomlinson, N. (2008) Application of the point stress criterion to the failure of composite pinned joints, Engineering Fracture Mechanics, 75, 1829-1839.
• 13. Yılmaz, T. ve Sınmazçelik, T. (2007) Investigation of load bearing performances of pin connected carbon/polyphenylene sulphide composites under static loading conditions, Materials and Design, 28, 520-527.