Farklı malzemelere sahip hibrid kompozitlerde çatlağın mekanik davranışlara etkisinin analizi
Öz
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.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- 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.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
17 Ağustos 2018
Gönderilme Tarihi
22 Mart 2017
Kabul Tarihi
-
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2018 Cilt: 24 Sayı: 4