Hibrit Kompozitlerde Kritik Burkulma Yüküne Oryantasyon Açısı Ve Farklı Delaminasyon Geometrisinin Etkisi

Benzer belgeler
DÖRTGEN DELİKLİ KOMPOZİT LEVHALARDA ELASTO- PLASTİK GERİLME ANALİZİ

DAİRESEL DELİKLİ TABAKALI KOMPOZİT LEVHALARDA DENEYSEL VE SAYISAL HASAR ANALİZİ

ELİPTİK DELİKLİ TERMOPLASTİK TABAKALI KOMPOZİT LEVHALARDA PLASTİK GERİLME ANALİZİ

Düzlemine Dik Doğrultuda Yüklenmiş Tabakalı Kompozit Levhalarda Elasto-Plastik Gerilme Analizi

PETEK YAPILI SANDVİÇ YAPILARDA KÖPÜK DOLGUNUN KRİTİK BURKULMA YÜKÜNE ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK TESPİTİ

Kürleşme sıcaklığı ve süresinin cam/polyester kompozit kirişlerin serbest titreşim ve burkulma davranışına etkileri

UNİFORM SICAKLIK UYGULANMIŞ METAL MATRİSLİ KOMPOZİT DİSKİN ISIL GERİLME ANALİZİ

Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted : tabaka dizilimi için ve en düşük hasar yükü ise N ile [60 0 ] 4

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Cam Elyaf Takviyeli Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Davranışlarının Nümerik Analizi

Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted : tabaka dizilimi için ve en düşük hasar yükü ise N ile [60 0 ] 4

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

Ortasında delik bulunan eğrisel yüzeyli kompozit plakların burkulma davranışı

DELİKLİ KOMPOZİT YAPILARIN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİYLE ANALİZİ

PLANE LOADED COMPOSITE LAMINATE PLATES RESIDUAL STRESS ANALYSIS

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Dairesel delikli kompozit levhalarda gerilme yığılmalarının incelenmesi

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 14 Sayı: 42 sh EKİM 2012

ELYAF TAKVİYELİ KOMPOZİT MALZEMELER İÇİN MİKROMEKANİK ESASLI KIRIM KISTASI EMRE FIRLAR KAAN BİLGE MELİH PAPİLA 0º 90º 90º 0º

Farklı Uniform Sıcaklıklar Altındaki Karma Bağlantı Yapılmış Kompozit ve Alüminyum Plakalardaki Gerilme Analizi

burada: ([ K] [ S] λ (2)

Tabakalı Kompozit Bir Malzemenin Genetik Algoritma Yöntemiyle Rijitlik Optimizasyonu

Tabakalı Kompozit Plakların Sonlu Farklar Yöntemi ile Statik Analizi Static Analysis of Laminated Composite Plates by Finite Difference Method

BAL PETEĞİ SANDVİÇ KOMPOZİT YAPILARIN DİNAMİK ANALİZİ

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

Doç. Dr. Buket OKUTAN BABA

MMU 420 FINAL PROJESİ

Paralel çift pimli ve yapıştırıcılı karma bağlantılı kompozit levhaların ısıl gerilme analizi

MMU 420 FINAL PROJESİ. 2015/2016 Bahar Dönemi. Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi

ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE ÇİFT AÇILI MATKAP UÇLARIN İTME KUVVETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Karma Bağlantılı Kompozit Plaklarda Farklı Sıcaklıklar Etkisiyle Oluşan Gerilmelerin Analizi

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

Pim bağlantılı tabakalı kompozit levhalarda ilerlemeli hasar analizi

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006 SOĞUK ÇEKİLMİŞ LEVHA MALZEMELERDE GERİLME ANALİZİ

([30,-30] 2 ) FĐBER TAKVĐYELĐ TABAKALI TERMOPLASTĐK KOMPOZĐT LEVHALARDA DELĐK-KENAR ARASINDA OLUŞAN ELASTO-PLASTĐK GERĐLMELER GĐRĐŞ

Mete Onur KAMAN Fırat Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Elazığ ÖZET

KADEMELENDİRİLMİŞ KÖPÜK MALZEMELERİN SANDVİÇ KİRİŞİN DARBE DAVRANIŞINA ETKİSİ

1 2 ve Yavuz YAMAN 3. dir. Y. Al, yüzeye monte gömülebilirler. Yüzeye uygulanan. . Fiber Bragg Izgara gerinim ölçerler, yüksek hassasiyetli

TABAKALI KOMPOZİT PLAKLARIN AĞIRLIK DÜŞÜRME TESTİ SONRASI BASI MUKAVEMETLERİNİN BELİRLENMESİ. Mehmet Aktaş, Yusuf Arman, Ramazan Karakuzu

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Silindirik kompozit borularda çift eksenli yüklemenin burkulmaya etkisi

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 14 Sayı: 42 sh EKİM 2012 TABAKALI EĞRİ ÇUBUKLARIN DİNAMİK KARARLILIK ANALİZİ

Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Teknoloji Fak. Enerji Sistemleri Mühendisliği Böl. Muğla b

Düzlem Kafes Sistemlerin ANSYS Paket Programı ile Optimum Geometri Tasarımı

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 9 Sayı: 1 s Ocak 2007

ORTASINDA ELİPS DELİK BULUNAN ANKASTRE KİRİŞİN TEK EKSENLİ YÜKLEMEDE GERİLME YIĞILMASI FAKTÖRÜNÜN ANALİZİ

Delaminasyonlu Sandviç Kompozitlerin Dinamik Davranışlarının İncelenmesi

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

TABAKALI KOMPOZİT PLAKALARIN YARI STATİK PENETRASYON YÜKLERİ ALTINDAKİ DAVRANIŞLARININ ARAŞTIRILMASI

Tek Tesirli Yapıştırma Bağlantılarında İlerlemeli Hasar Analizi Progressive Failure Analysis on the Single Lap Bonded Joints

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

KOMPOZİT PLAKALARIN CIVATA BAĞLANTILARI İÇİN KRİTİK-ALTI HASAR MODELLEMESİNE DAYALI MUKAVEMET KESTİRİM YÖNTEMİ ÖZET

COMPOSİTE MATERIALS (Kompozit Malzemeler) Prof.Dr. Mehmet Zor (DEU Makine Mühendisliği Bölümü) DERS İÇERİĞİ

Uzay Çatı Sistemlerinin ANSYS Paket Programı Kullanılarak Statik Analizi

ISSN: El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt: 3, No: 3, 2016 ( )

ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİT MALZEMELERİN DELİNMESİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

YAPI MÜHENDİSLİĞİ BİLGİSAYAR UYGULAMALARI

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR LİSTESİ

CIVATA BAĞLANTILI KARBON/EPOKSİ KOMPOZİT PLAKALARIN KADEMELİ HASAR ANALİZİ

ENİNE DİKİŞLİ KAYNAK BAĞLANTILARINDA GERİLME ANALİZİ

ELİPSOİT PETEK YAPILI SANDVİÇ YAPILARIN BURKULMA DİRENÇLERİNİN SAYISAL VE DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI ÖZET ABSTRACT

SERİ ÇİFT PİMLİ SANDVİÇ KOMPOZİT PLAKALARDAKİ HASAR YÜKÜNÜN YAPAY ZEKÂ TEKNİKLERİ KULLANARAK BULUNMASI

HAVACILIKTA KULLANILAN KOMPOZİT YAPILARDA İKİLİ BURÇ UYGULAMASININ İNCELENMESİ

DELAMİNASYONLU TABAKALI KOMPOZİT PLAKALARIN BURKULMA ANALİZİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 9 Sayı: 3 sh Ekim 2010

MAK4061 BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM

makale ([ ] 2 ) FİBER TAKVİYELİ TABAKALI TERMOPLASTIK KOHPOZİT LEVHALARDA DEÜK-KENAR ARASİNDA OLUŞAN ELASTO-PLASTİK GERİLMELER GİRİŞ

Mesnet Şartlarının Betonarme Kısa Kirişlerin Davranışına Etkisinin Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

FONKSİYONEL KADEMELENDİRİLMİŞ DAİRESEL PLAKALARIN KATMAN YAPISININ DÜŞÜK HIZLI DARBE DAVRANIŞINA ETKİSİ

BETONARME KOLONLARIN AKMA EĞRİLİKLERİNİN TESPİTİ İÇİN TBDY-2016 DA VERİLEN AMPİRİK BAĞINTILARIN İNCELENMESİ

KİRİŞ YAPILARINDAKİ HAFİFLETME DELİĞİ ETRAFINDAKİ GÜÇLENDİRMENİN, BİRLEŞİK YÜKLER ALTINDAKİ KRİTİK BURKULMA GERİLMESİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

İki eksenli gerilme altındaki kompozit plakalarda dairesel delik çevresindeki gerilme dağılımları

Stress Analysis of Different Metal Combinations Under Different Temperatures with Hybrid Joints

HARAKETLİ YÜK PROBLEMİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

L KESİTLİ KİRİŞTE KAYMA MERKEZİNİN ANSYS İLE VE DENEYSEL YOLLA BULUNMASI

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ/MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ/MEKANİK ANABİLİM DALI


Fiber Takviyeli Polimer (FRP) Uygulanan Betonarme Kirişlerde Moment-Eğrilik İlişkisi

makale SONUÇ Şekil 8. Deneylerde Kullanılan Mermiler Şekil 9. Farklı Tabaka Sayılarındaki Kompozit Levhalarda Yüksek Hızlı Darbe Sonucu Oluşan Hasar

Tabakalı Hibrit Kompozit Profillerin Doğal Frekanslarının Sonlu Elemanlar Metodu ile Belirlenmesi

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

DİŞLİ POMPA KAPAK KALINLIKLARININ BELİRLENMESİ

İKİ BOYUTLU RASGELE DAĞILI E-CAM LİFİ/POLYESTER MATRİS KOMPOZİTLERDE YÜKLEME HIZININ MUKAVEMET ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

KAFES TİPİ YELKAPAN KULELERİNIN RÜZGAR YÜKÜ ALTINDA MUKAVEMET ANALİZLERİ

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Düzlemsel Yüklü Tabakalı Kompozit Plakalarda Elasto-Plastik Gerilme Analizi

HİDROSTATİK BASINCA MARUZ DIŞTAN TAKVİYELİ SİLİNDİRİK KABUKLARIN ASİMETRİK BURKULMASI

Derece Alan Üniversite Yıl Lisans İnşaat Mühendisliği ODTÜ 1976 Y. Lisans İnşaat Mühendisliği Boğaziçi Üniversitesi 1979 Doktora Mekanik İTÜ 1986

Transkript:

6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 211, Elazığ, Turkey Hibrit Kompozitlerde Kritik Burkulma Yüküne Oryantasyon Açısı Ve Farklı Delaminasyon Geometrisinin Etkisi M. Y. Solmaz 1, M. Gençoğlu 1 A. Turgut 1 1 Fırat Üniversitesi Makine Müh. Bölümü, 23119, Elazığ/Türkiye, mysolmaz@hotmail.com Effect of Orientation Angle and Different Delamination Geometry on The Critical Buckling Load Of Hybrid Composites Abstract In this study, the numeric buckling analysis for the dimensions and different orientation angles and different hole geometry on the symmetric and anti-symmetric layer rang of fiber, graphite fiber and carbon/graphite fiber produced from the cross reinforced polyester are realized. In modeling and analysis ANSYS 11. elements packet program has been used. The results realized as a result of the analysis have been compared and presented as graphics. When stacking sequences of the composite laminates were taken into account, it was found out that the buckling loads for symmetric stacking sequences were obtained to be lower than those obtained from anti-symmetric ones.if the size and geometry of the delamination were concerned, the critical buckling load in the absence of delamination found out to be higher for the square hole geometry and it was also obtained to be higher for the specimens having circular hole geometry in the existance of delamination. Keywords Hybrid composite, delamination, orientation angle, buckling, ANSYS. I. GİRİŞ Kompozit malzeme, belirli bir amaca yönelik olarak, en az iki farklı maddenin bir araya getirilmesiyle meydana gelen malzeme grubudur. Üç boyutlu nitelikteki bu bir araya getirmede amaç, bileşenlerin hiçbirinde tek başına mevcut olmayan bir özelliğin elde edilmesidir [1]. Bu malzemeler evlerden-binalara, köprülerden mobilyalara kadar insan yapımı mühendislik uygulamalarında geniş oranda çok katlı tenis kavramların kullanımı sonucu bu tabakalı kompozitlerin kaplamalarında kırılmaya ve yüzey bozukluğuna uğradığını gözlemlemiştir [7]. Tafreshi ve Oswald 23 yılındaki çalışmasında sonlu eleman metodu kullanılarak yerel ve küresel karma modda delaminasyon bulunan kompozit levhaların burkulma davranışını araştırmışlardır. Küresel modelleme sonuçları deneysel sonuçlarla kıyaslanmış, levhaların kenarındaki delaminasyonların yüksek olduğu ve yükler arasında yapılan hesaplar sonucunda düşük değerlerin burkulmasının ihmal edilebileceğini gözlemişlerdir [8]. Craven ve arkadaşları 21 yılındaki araştırmalarında sonlu elemanlar metodu kullanarak karbon fiber tabakalı kompozit raketlerinden-kayaklara, kılıçlara, optik lenslere, lazer ayna destekleme sehpasına kadar değişik yerlerde tercih edilmektedir. Özellikle, sivil ve askeri uçaklarda 35 yıldan beri ileri kompozit malzemeler kullanılmaktadır [2]. Suemasu ve arkadaşları 28 de gerçekleştirmiş oldukları çalışmalarında tabakalı kompozit levhalarda hem yapının sabit olmayışından hem de basma yükünün artmasından kaynaklanan delaminasyonu incelemişlerdir. Bu sayısal çalışmada yükün artmasından sonra başlayan delaminasyonun büyümesi ve bu büyümeyle kompozit tabakada burkulma sonucu meydana gelen hasarı gözlemişlerdir [3]. Lee ve Park 27 yılında katı eleman kullanılarak tabakalı kompozit yapıların burkulmaya karşı gösterdikleri davranışları araştırmışlardır. Sonlu elemanlar metodu kullanılarak katı elemanın genişlik / kalınlık oranı, dizilerin istiflenmesi, lokal delaminasyon ve çoklu delaminasyonunun yeri gibi parametreler kullanılarak lokal burkulmayı hesaplamışlardır [4]. Chirica ve Beznea 21 daki çalışmalarında kompozit malzemeden imal edilmiş gemi güvertesinin burkulma altında oluşan eliptik delaminasyonun onarımı üzerine çalışmışlardır. Kare plakalarda yapılan deneylerde burkulma sonucu meydana gelen elips şeklindeki delaminasyonun kritik burkulma yükünü hesaplanmışlardır. Bu değerleri sayısal olarak da karşılaştırmışlardır [5]. Aslan ve Şahin 29 da cam fiberden oluşmuş tabakalı kompozit malzemede kritik burkulma yükünün hesabı için delaminasyon boyutu, hasarı gibi parametreler kullanarak deneyler yapmışlardır. Büyük ve yüzeye yakın delaminasyonlarda hasar oluşurken, boyutunun delaminasyona göre kıyaslandığında kritik yük üzerinde herhangi bir etkisi olmadığını tespit etmişlerdir [6]. Chai deneysel çalışmasında sonlu elemanlar metodu kullanarak tek düzlemde plakaların tek yönlü tepki sonrası çökertmesini incelemiştir. Kritik yük, şekil değiştirme ve deformasyon gibi malzemesinde birden fazla delaminasyon durumunu incelemişlerdir. Modelde dairesel ve elips delaminasyonlar kullanılmıştır. Bulunan değerler analitik çözümlerle karşılaştırılmış ve bu verilerle hasar tespiti yapılmıştır. Sonuç olarak burkulma sonrası sertliği azaltmak için fıstık şeklinde delaminasyonun daha iyi olacağına kanaat getirmişlerdir [9]. Onkar ve arkadaşları yaptıkları çalışmalarında havacılık, mekanik ve otomotivde kullanılan tabakalı kompozit malzemelerin ağırlık oranlarına göre mukavemetini incelemişlerdir. Bu kompozit yapılarda maksimum yüklerde oluşan hasarı gözlemlemişlerdir. Burada rastgele mekanik özellikler ve yükler kullanılarak ortotropik plakların hasarını 389

2 mm Hibrit Kompozitlerde Kritik Burkulma Yüküne Oryantasyon Açısı Ve Farklı Delaminasyon Geometrisinin Etkisi hesaplamışlardır. Sonlu elemanlar metodu kullanılarak analitik çözümler yapılmıştır. Bu çözümlerde skolastik hal için yapılan kabullerin doğru olduğunu tespit etmişlerdir [1]. Bu çalışmada karbon, grafit ve hibrit (karbon+grafit) fiber takviyeli simetrik ve antisimetrik dizilimli 7 farklı oryantasyon açısına sahip kompozit malzemelerde iki farklı deleminasyon geometri için burkulma analizi gerçekleştirilmiş ve deleminasyon geometri ve boyutunun kritik burkulma yüküne olan etkisi tespit II. MATERYAL VE YÖNTEM Çalışmada burkulma analizleri için ANSYS 11. sonlu elemanlar paket programı kullanılmıştır. Burkulma analizlerinde lineer malzeme özellikleri kullanılmış ve eleman tipi olarak Solid 46 seçilmiştir. Analizlerde 8 tabakalı karbon ve grafit fiber takviyeli tabakalı kompozit modellerin yanı sıra karbon ve grafitin aynı modelde birlikte kullanıldığı hibrit modellerde oluşturulmuştur. Tablo 1 de karbon ve grafit fiber takviyeli kompozit malzemelerin mekanik özellikleri verilmiştir. 2 mm Tablo 1. Karbon ve grafit fiber takviyeli kompozitlerin mekanik özellikleri [9, 1]. Karbon Grafit Birim E 1 165 1325 Mpa E 2 = E 3 84 18 Mpa G 12 = G 13 56 57 Mpa G 23 28 34 Mpa ν 12 = ν 13.34.24 --- ν 23.5.49 --- Şekil 1 de, burkulma analizlerinde oryantasyon açısı, delik geometrisi, deleminasyon geometrisi ve deleminasyon boyutunun etkisini tespit edebilmek için oluşturulan modellerden ikisi gösterilmiştir. Levha alt kenarlarından ankastre mesnetlenip kenar boyunca tüm yer değiştirmeler ve dönmeler sıfır kabul Levhanın üst kenarlarına birim basınç uygulanarak burkulma analizi yapılmıştır. 8 tabakalı olarak oluşturulan modellerin sonlu elemanlar ağ yapısı, sınır şartları ve yükleme durumu Şekil 2 de tabaka dizilimleri ise Şekil 3 de verilmiştir. 2 mm Daire Deleminasyon Kare Deleminasyon Daire Delik Kare Delik (a) (b) Şekil 1. Daire ve kare delikli ve deleminasyonlu model geometrileri. Levhalar.2 mm toplam kalınlığa sahiptir. Analizler neticesinde kritik burkulma gerilmeleri elde edilmiş bu değerler kuvvet uygulanan alan (2x.2= 4 mm 2 ) ile çarpılarak kritik burkulma yükleri tespit 39

M. Y. Solmaz, M. Gençoğlu, A. Turgut Yük (N) Yük (N) u x = u z = φ x = φ y = φ z = u x = u y = u z = φ x = φ y = φ z = (a) (b) Şekil 2. Daire ve kare delikli modeller için sonlu elemanlar ağ yapısı, sınır şartları ve yükleme durumu. Şekil 3 de [/9] s dizilimindeki numune için takviye elemanının karbon, grafit ve hibrit olması durumunda tabaka dizilimleri ve takviye dağılımı gösterilmiştir. Şekildeki 1 rakamı takviyelerin karbon, 2 grafit 1-2 ise hem karbon hemde grafit takviyeyi simgelemektedir. Şekil 3. [/9] s dizilimi için karbon, grafit ve hibrit takviyelendirilmiş kompozitlerin ilk dört tabakaya ait dizilimleri. Çalışmada, 8, 12, 16 mm 4 farklı dairesel delik çapı ve, 7.89, 16.34, 141.79 mm kenar uzunluklu 4 kare delik boyut göz önüne alınmıştır. Ayrıca modeller karbon, grafit ve hibrit olmak üzere 3 farklı malzeme kullanılarak takvilendirilmiştir. Kullanılan parametrelere göre oluşturulan model sayısı 24 dür. Simetri ve anti simetrik tabaka dizilimi de göz önüne alındığında 3 farklı takviye malzemesi için (13x8x2) toplam 312 analiz gerçekleştirilmiştir. Sayısal çözüm için hazırlanan modellerin eleman ve düğüm sayıları ise Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2. Oluşturulan modellerin düğüm ve eleman sayıları. DAİRE DELEMİNASYON ÇAPI KARE DEL. BOYUTLARI 8 12 16 7.89 16.34 141.79 Karbon Fiber Grafit Fiber Hibrit Fibrer Düğüm Sayısı 1248 1248 1248 1248 12 1248 1248 1248 Eleman Sayısı 8 8 8 8 768 8 8 8 Düğüm Sayısı 1248 1248 1248 1248 12 1248 1248 1248 Eleman Sayısı 8 8 8 8 768 8 8 8 Düğüm Sayısı 28 248 248 248 22-2 248 248 248 Eleman Sayısı 16 16 16 16 1536 16 16 16 391

ANTİSİMETRİK HİBRİT SİMETRİK GRAFİT FİBER ANTİSİMETRİK SİMETRİK KARBON FİBER ANTİSİMETRİK SİMETRİK ORYANTASYON Hibrit Kompozitlerde Kritik Burkulma Yüküne Oryantasyon Açısı Ve Farklı Delaminasyon Geometrisinin Etkisi III. BULGULAR VE TARTIŞMA Tablo 3 de, karbon, grafit ve hibrit takviye malzemeleri, numune geometrisi, simetrik ve antisimetrik tabaka dizili ile 7 farklı oryantasyon açısı göz önüne alınarak gerçekleştirilen burkulma analizleri neticesinde elde edilen kritik burkulma gerilmeleri verilmiştir. Bu gerilme değerleri kuvvet uygulanan alan (2x.2= 4 mm 2 ) ile çarpılarak kritik burkulma yüküne çevrilmiştir. Tablo 3. Farklı takviye malzemesi, numune geometrisi ve oryantasyon açısı için elde edilen kritik burkulma gerilmeleri. AÇISI ( ) DAİRE DELİKLİ NUMUNEDE DAİRE DELAMİNASYON ÇAPLARI (mm) KARE DELİKLİ NUMUNEDE KARE DELAMİNASYON UZUNLUKLARI (mm) 8 12 16 7.89 16.34 141.79 (/),92465,34124,4835,47978,94474,25376,3397,43323 (/15),88536,43419,5271,61199,89874,2863,37157,47514 (/3),94664,61693,7571,87215,95252,3689,48284,59888 (/45),9978,8198,94983,156,99484,48779,62172,73454 (/6),9267,95857,1529,1873,93451,67633,77354,8366 (/75),821,1221,11946,1868,81477,1474,1391,97443 (/9),73351,16628,14674,11915,75232,15587,13913,1164 (/),92465,34124,4835,47978,94474,25376,3397,43323 (/15),91247,44127,53573,62218,92894,28353,37583,48162 (/3),1459,64752,79267,91391,1635,37472,5228,6286 (/45),11296,8695,122,11332,11499,52687,66966,79738 (/6),1291,1819,11675,11861,1486,7768,8724,9316 (/75),82796,1517,14169,12318,84534,13148,12476,11111 (/9),72394,21792,18293,148,74291,2657,17415,13578 (/),9957,39558,46388,53571,93132,3738,3918,49639 (/15),8772,4778,55766,63728,88647,32597,41769,52156 (/3),919,62339,7457,84363,9126,38775,512,6936 (/45),937,77343,9198,99177,9361,49122,61112,7127 (/6),8847,9257,98733,121,88983,65177,7423,79918 (/75),78739,11189,1165,1249,8269,95866,96344,9217 (/9),73997,14269,12988,1969,75835,13218,12192,168 (/),9957,39558,46388,53571,93132,3738,3918,49639 (/15),89636,47632,56472,6465,91474,32815,42135,52785 (/3),9923,64812,77537,8796,114,39946,51858,63739 (/45),1558,82964,96285,1583,1757,52576,65423,7759 (/6),97416,112,1875,1173,99344,7494,82715,88415 (/75),81363,13584,12971,1152,83185,1187,11436,1411 (/9),73217,1833,1591,12678,74971,17192,1516,1223 (/),91636,36855,4363,587,93724,2877,3697,46579 (/15),8889,44393,53167,61311,9423,389,39152,49636 (/3),93223,59699,72263,82626,9465,3652,47975,59287 (/45),9655,74957,88319,98154,97166,4769,59517,7521 (/6),91472,88146,97236,115,92372,63316,72914,79974 (/75),81589,112,1952,124,8361,9431,95726,92669 (/9),76441,14124,1292,11,78235,13112,1218,169 (/),91468,37798,44536,51622,93536,2947,3713,47641 (/15),9139,4598,5475,62915,928,31258,4489,51178 (/3),112,63144,75996,86663,1297,38612,5571,62658 (/45),1771,8149,9528,1498,196,51464,64541,76571 (/6),99662,99792,1786,1141,1147,73196,82289,88686 (/75),83697,13498,12939,11544,83587,1182,11457,159 (/9),75529,18313,15953,12795,77132,17219,1517,12367 Şekil 12 de, karbon fiber takviyeli, simetrik dizilimli eşdeğer daire ve kare deleminasyon alanlı numuneler için elde edilen kritik burkulma yükleri kıyaslanmıştır. Delaminasyonsuz numunelerde kare delikli numunenin kritik burkulma yükü daire delikli numunenin kritik burkulma yükünden yüksek çıkarken deleminasyonlu numunelerde ise daire delikli numunelerin kritik burkulma yükleri daha yüksek çıkmıştır. Kritik burkulma yükleri karşılaştırıldığında en yüksek kritik burkulma yükü [º/9º] s dizilimli 8 mm çaplı daire delaminasyonlu numunede 65 MPa, en düşük kritik burkulma yükü ise [º/º] s oryantasyon açılı 7.89 mm 392

Kritik Burkulma Yükü ( MPa ) Kritik Burkulma Yükü ( MPa ) Hibrit Kompozitlerde Kritik Burkulma Yüküne Oryantasyon Açısı Ve Farklı Delaminasyon Geometrisinin Etkisi uzunluğundaki kare delaminasyonda 1 MPa olarak elde,7,2 ksd- ksk- ksd-8 ksk-7.89 ksd-12 ksk-16.34 ksd-16 ksk-141.79 15 3 45 6 75 9 Şekil 12. Karbon fiber takviyeli simetrik dizimli numunelerin eşdeğer daire ve kare alanlı Karbon fiber takviyeli, antisimetrik dizilimli eşdeğer daire ve kare deleminasyon alanlı numuneler için elde edilen kritik burkulma yükleri Şekil 13 de kıyaslanmıştır. Karbon fiber takviyeli simetrik dizilimli analiz sonuçlarına benzer olarak antisimetrik dizilimli numunelerde de delaminasyonsuz numunelerde kare delikli numunenin kritik burkulma yükü daire delikli numunenin kritik burkulma yükünden, deleminasyonlu numunelerde ise daire delikli numunelerin kritik burkulma yükleri yüksek çıkmıştır. En yüksek kritik burkulma yükü [º/9º] 2 dizilimli 8 mm çaplı daire delaminasyonlu numunede,871 MPa, en düşük kritik burkulma yükü ise [º/º] 2 oryantasyon açılı 7.89 mm uzunluğundaki kare delaminasyonda 1 MPa olarak elde 1,9,8,7,2 15 3 45 6 75 9 kasd- kask- kasd-8 kask-7.89 kasd-12 kask16.34 kasd-16 kask-141.79 Şekil 13. Karbon fiber takviyeli anti simetrik dizimli numunelerin eşdeğer daire ve kare alanlı Şekil 14 de, grafit fiber takviyeli, simetrik dizilimli eşdeğer daire ve kare deleminasyon alanlı numuneler için elde edilen kritik burkulma yükleri kıyaslanmıştır. Delaminasyonsuz numunelerde kare delikli numunenin kritik burkulma yükü daire delikli numunenin kritik burkulma yükünden yüksek çıkarken deleminasyonlu numunelerde ise daire delikli numunelerin kritik burkulma yükleri daha yüksek çıkmıştır. Kritik burkulma yükleri karşılaştırıldığında en yüksek kritik burkulma yükü [º/9º] s dizilimli 8 mm çaplı daire delaminasyonlu numunede 7 MPa, en düşük kritik burkulma yükü ise [º/º] s oryantasyon açılı 7.89 mm uzunluğundaki kare delaminasyonda 22 MPa olarak elde

Kritik Burkulma Yükü ( MPa ) Kritik Burkulma Yükü ( MPa ) Murat Yavuz SOLMAZ, Merve GENÇOĞLU, Aydın TURGUT,2 gsd- gsk- gsd-8 gsk-7.89 gsd-12 gsk-16.34 gsd-16 gsk-141.79 15 3 45 6 75 9 Şekil 14. Gragfit fiber takviyeli simetrik dizimli numunelerin eşdeğer daire ve kare alanlı Grafit fiber takviyeli, antisimetrik dizilimli eşdeğer daire ve kare deleminasyon alanlı numuneler için elde edilen kritik burkulma yükleri Şekil 15 de kıyaslanmıştır. Grafit fiber takviyeli simetrik dizilimli analiz sonuçlarına benzer olarak antisimetrik dizilimli numunelerde de delaminasyonsuz numunelerde kare delikli numunenin kritik burkulma yükü daire delikli numunenin kritik burkulma yükünden, deleminasyonlu numunelerde ise daire delikli numunelerin kritik burkulma yükleri yüksek çıkmıştır. En yüksek kritik burkulma yükü [º/9º] 2 dizilimli 8 mm çaplı daire delaminasyonlu numunede,773 MPa, en düşük kritik burkulma yükü ise [º/º] 2 oryantasyon açılı 7.89 mm uzunluğundaki kare delaminasyonda 22 MPa olarak elde,8,7,2 gasd- gask- gasd-8 gask-7.89 gasd-12 gask-16.34 gasd-16 gask-141.79 15 3 45 6 75 9 Şekil 15. Gragfit fiber takviyeli anti simetrik dizimli numunelerin eşdeğer daire ve kare alanlı Şekil 16 da, hibrit (karbon+grafit) fiber takviyeli, simetrik dizilimli eşdeğer daire ve kare deleminasyon alanlı numuneler için elde edilen kritik burkulma yükleri kıyaslanmıştır. Delaminasyonsuz numunelerde kare delikli numunenin kritik burkulma yükü daire delikli numunenin kritik burkulma yükünden yüksek çıkarken deleminasyonlu numunelerde ise daire delikli numunelerin kritik burkulma yükleri daha yüksek çıkmıştır. Kritik burkulma yükleri karşılaştırıldığında en yüksek kritik burkulma yükü [º/9º] s dizilimli 8 mm çaplı daire delaminasyonlu numunede 64 MPa, en düşük kritik burkulma yükü ise [º/º] s oryantasyon açılı 7.89 mm uzunluğundaki kare delaminasyonda 12 MPa olarak elde 394

Kritik Burkulma Yükü ( MPa ) Kritik Burkulma Yükü ( MPa ) Hibrit Kompozitlerde Kritik Burkulma Yüküne Oryantasyon Açısı Ve Farklı Delaminasyon Geometrisinin Etkisi,2 hsd- hsk- hsd-8 hsk-7.89 hsd-12 hsk-16.34 hsd-16 hsk-141.79 15 3 45 6 75 9 Şekil 16. Hibrit takviyeli simetrik dizimli numunelerin eşdeğer daire ve kare alanlı Hibrit (karbon+grafit) fiber takviyeli, antisimetrik dizilimli eşdeğer daire ve kare deleminasyon alanlı numuneler için elde edilen kritik burkulma yükleri Şekil 17 de verilmiştir. Grafit fiber takviyeli simetrik dizilimli analiz sonuçlarına benzer olarak antisimetrik dizilimli numunelerde de delaminasyonsuz numunelerde kare delikli numunenin kritik burkulma yükü daire delikli numunenin kritik burkulma yükünden yüksek çıkarken, deleminasyonlu numunelerde ise daire delikli numunelerin kritik burkulma yükleri yüksek çıkmıştır. En yüksek kritik burkulma yükü [º/9º] 2 dizilimli 8 mm çaplı daire delaminasyonlu numunede,732 MPa, en düşük kritik burkulma yükü ise [º/º] 2 oryantasyon açılı 7.89 mm uzunluğundaki kare delaminasyonda 16 MPa olarak elde,8,7,2 hasd- hask- hasd-8 hask-7.89 hasd-12 hask-16.34 hasd-16 hask-141.79 15 3 45 6 75 9 Şekil 17. Hibrit takviyeli anti simetrik dizimli numunelerin eşdeğer daire ve kare alanlı IV. SONUÇLAR Çalışmada karbon, grafit ve hibrit fiber takviyeli 7 farklı oryantasyon açısına sahip simetrik ve antisimetrik dizilimli kompozit malzemelerde daire ve kare deleminasyon geometrileri için burkulma analizi gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar aşağıda özetlenmiştir. Tabaka dizilimi göz önüne alındığında antisimetrik dizilimli numunelerin kritik burkulma yükleri simetrik dizilimli numuneler göre daha yüksek olarak bulunmuştur. Çalışmada kullanılan takviye malzemelerinin kritik burkulma yüküne etkisi kıyaslandığında seçilen tüm dizilimler, oryantasyon açıları ve deleminasyon geometrileri için karbon takviyeli numunelerde meydana gelen burkulma yükleri grafit takviyeli numunelerden daha yüksek olarak tespit Hibrit (karbon+grafit) takviyeli numunelerde meydana gelen kritik burkulma gerilmeleri ise grafit takviyeli olanlardan yüksek karbon takviyeli olanlardan düşük olarak bulunmuştur. Yine çalışmada kullanılan tüm parametreler için kare delikli delaminasyonsuz numunelerin kritik burkulma yükleri daire

Murat Yavuz SOLMAZ, Merve GENÇOĞLU, Aydın TURGUT delikli deleminasyonsuz numunelerin kritik burkulma yükünden yüksek, deleminasyonlu numunelerde ise daire delikli numunelerin kritik burkulma yükleri kare delikli numunelerin kritik burkulma yüklerinden yüksek çıkmıştır. Hem daire hemde kare deleminasyon için deleminasyon boyutu artıkça kritik burkulma yükleri de artmıştır. KAYNAKLAR [1] Ersoy, H. Y., Kompozit Malzeme Literatür Yayınları :66, 21. [2] Şahin, Y., Kompozit Malzemelere Giriş Gazi Kitapevi 975-7313-73-4, 2. [4] Lee, S.Y., Park, D.Y., Buckling analysis of laminated composite plates containing delaminations using the enhanced assumed strain solid element International Journal of Solids and Structures 44 (1) 86 827, 27. [5] Chirica, I., Beznea, E. F., Buckling analysis of the composite plates with delaminations Computational Materials Science 1-5, 21. [6] Aslan, Z., Şahin, M., Buckling behavior and compressive failure of composite laminates containing multiple large delaminations Composite Structures 89 (1) 382 39, 29. [7] Chai, H., Contact buckling and postbuckling of thin rectangular plates Journal of the Mechanics and Physics of Solids 49 (1) 29 23, 21. [8] Tafreshi, A., Oswald, T., Global buckling behaviour and local damage propagationin composite plates with embedded delaminations International Journal of Pressure Vessels and Piping 8 (1) 9 2, 23. [9] Craven, R., Iannucci, L., Olsson, R., Delamination buckling: A finite element study with realistic delamination shapes, multiple delaminations and fibre fracture cracks Composites: Part A 41 (1) 684 692, 21. [1] Onkar, A.K., Upadhyay, C.S., Yadav, D., Probabilistic failure of laminate composite plates using the stochastic finite element method Composite Structures 77 (1-13) 79 91, 27. 396