Kompozit Yama ile Tamir Edilmiş V-Çentikli Levhaların Burkulma Davranışı: Üç Boyutlu Sayısal Yaklaşım

Yıl 2019, Cilt: 31 Sayı: 2, 561 - 570, 27.09.2019

Ahmet Saylık Mete Onur Kaman

https://doi.org/10.35234/fumbd.532227

Cited By: 1

Öz

Bu
çalışmada, kompozit yama ile tamir edilmiş beş farklı V-çentik boyutuna sahip
alüminyum ve kompozit levhaların burkulma davranışı sayısal olarak
incelenmiştir. Çentikli levhalara tek taraflı ve çift taraflı yama olmak üzere
iki farklı tipte tamir işlemi uygulanmıştır.
Yama
malzemesi olarak; aynı takviye açısına sahip dört tabaka çapraz örgü karbon
fiber ve epoksi yapıştırıcıdan oluşan tabakalı kompozit seçilmiştir. Levha
malzemesi olarak ise alüminyum ve aynı yama malzemesinden üretilmiş kompozit
kullanılmıştır. Üç boyutlu olarak hazırlanan sonlu eleman modeli kullanılarak
tamirli kompozit levhalarda kritik burkulma yükleri hesaplanmıştır.  Levhaların çentik boyut değişimine göre
kritik burkulma yük analizleri tek ve çift taraflı tamir yöntemi için
yapılmıştır. Çentik derinlik artışının,
genişliğe göre burkulma yükü üzerinde daha etkili bir parametre olduğu
görülmüştür. Ayrıca kompozit levha ya da yamadaki fiber takviye açılarının
artışı levha mukavemetini düşürmüştür.

Anahtar Kelimeler

Kompozit yama, sonlu elamanlar metodu, kritik burkulma

Kaynakça

• [1] Hu HT, Lin BH. Buckling optimization of symmetrically laminated plates with various geometries and end conditions. Composites Science and Technology 1995; 55: 277-285.
• [2] Narayana AL, Rao K, Kumar RV. FEM buckling analysis of quasi-isotropic symmetrically laminated rectangular composite plates with a square/rectangular cutout. Journal of Mechanical Science and Technology 2013; 27 (5):1427-1435.
• [3] Komur MA, Sen F, Atas A, Arslan N. Buckling analysis of laminated composite plates with an elliptical/circular cutout using FEM. Advances in Engineering Software 2010; 41:161-164.
• [4] Hamani N, Ounias D, Taghezout N, Sahnoun M, Vina J. Effect of fiber orientation on the critical buckling load of symmetric composite laminated plates. Advanced Metarials Research Composite Structures,2013; 629: 95-99.
• [5] Turan K. Buckling behavior of adhesively patch-repaired composite plates Journal of Composite Materials 2013; 48: 3253-3261.
• [6] Kumar MM, Jacop CV, Lakshminarayana N, Puneeth BM, Nagabhushana M. Buckling analysis of woven glass epoxy laminated composite plate. American Journal of Engineering Research (AJER) 2013; 02:33-40.
• [7] Deng J, Zhou G, Bordas SPA, Xiang C, Cai D. Numerical evaluation of buckling behaviour induced by compression on patch-repaired composites. Composite Structures 2017; 168:582-596.
• [8] Seif AE, Kabir MZ. Experimental study on the fracture capacity and fatigue life reduction of the tensioned cracked plate due to the local buckling. Engineering Fracture Mechanics 2017; 175:168-183.
• [9] Solmaz Y, Kaman MO, Turan K, Turgut A. Fiber takviye açısının tabakalı kompozit levhaların kritik burkulma yüküne etkisi. XVI. Ulusal Mekanik Kongresi; 22-26 Haziran 2009, Kayseri, 1001-1010.
• [10] Chattopadhyay L. Analytical determination of buckling load in a laminated composite plate with embedded delamination. International Journal of Engineering & Applied Sciences (IJEAS) 2015; 7: 45-55.
• [11] Rezaeepazhand J, Sabori H. Buckling of perforated repaired with composite patches. Key Engineering Metarials 2008; 385-387: 337-380.
• [12] Ipek G, Arman Y, Çelik A. The effect of delamination size and location to buckling behavior of composite materials. Composites Part B 2018; 155: 69-76.
• [13] Hwang S.F Lui G. Buckling behavior of composite laminates with multiple delaminations uniaxial compression. Composites Structures 2001; 53: 235-243.
• [14] Kutlu Z. Chang FK. Modeling compression failure of laminated composites containing multiple through-width delaminations. Journal of Composites Materials 1992; 26: 350-387.
• [15] Wu Z, Raju G, Weaver PM. Optimization of post buckling behavior of variable thickness composite panels with variable angle tows: Towards “Buckle-Free” design concept. International Journal of Solids and Structures 2018; 132-133: 66–79.
• [16] Chen X, Wu Z, Nie G, Weaver P. Buckling analysis of variable angle tow composite plates with a through-the-width or an embedded rectangular delamination. International Journal of Solids and Structures 2018; 138: 166-180.
• [17] Jeyaprakash P, Prabhakaran V, Devaraju A. Experimental and numerical analysis of carbon epoxy fiber composite under buckling load. Materials Today: Proceedings 2018; 5: 14526-14530.
• [18] Katafiasz TJ, Iannucci L, Greenhalgh ES. Development of a novel compact tension specimen to mitigate premature compression and buckling failure modes within fiber hybrid epoxy composites. Composite Structures 2019; 207 93-107.
• [19] Manickam G, Bharath A, Das AN, Chandra A. Thermal buckling behavior of variable stiffness laminated composite plates. Materials Today Communications 2018; 16:142-151.
• [20] Tran LV, Thai CH, Xuan HN. An isogeometric finite element formulation for thermal buckling analysis of functionally graded plates. Finite Elements in Analysis and Design 2013; 73:65-76.
• [21] Moita JS, Araujo AL, Correia VF, Soares CMM, Herskovits J. Buckling and nonlinear response of functionally graded plates under thermo-mechanical loading. Composites Structures 2018; 202: 719-730.
• [22] Shiau LC, Kuo SY, Chen CY. Thermal buckling behavior of composite laminated plates. Composite Structures 2010; 92: 508–514.
• [23] Cetkovic M. Thermal buckling of laminated composite plates using layer wise displacement model. Composite Structures 2016; 142, 238–253.[24] Saylık A, Kompozit yama ile tamir edilmiş çentikli alüminyum levhalarda gerilme analizi. Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, 2016.
• [25] ANSYS 13.0, Introduction Help Menu, 2010.
• [26] Guo S, Morishima R. Numerical Analysis and Experiment of Composite Sandwich T-Joints Subjectted to Pulling Load. Composite Structures 2011; 94: 229-238.