F. ŞEN. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Müh. Bölümü İZMİR



Benzer belgeler
ON COMPOSITE LAMINATED PLATES WITH PLANE LOADED ELASTIC STRESS ANALAYSIS

T kompozitler, yüksek mukavemet, rijitlik, arttýrýlmýþ darbe dayanýmý ve

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

UNİFORM SICAKLIK UYGULANMIŞ METAL MATRİSLİ KOMPOZİT DİSKİN ISIL GERİLME ANALİZİ

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

DENEYİN AMACI Değişik malzemelerden yapılmış bir çubuk boyunca ısı iletimi incelemek ve incelenen malzemenin ısı iletim katsayısını bulmak.

THE ANALYSIS OF ELASTIC STRESSES IN THE COMPOSITE PLATE WITH CIRCULAR HOLE SUBJECTED TO IN PLANE LOADS BY MEANS OF FINITE ELEMENT METHOD ABSTRACT

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 5 Sayı: 2 sh Mayıs 2003

h h P h h Şekil 2.1. Bir kapta bulunan sıvının yüksekliği ile tabana yaptığı basınç arasındaki ilişki

MATERIALS. Basit Eğilme. Third Edition. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf. Lecture Notes: J. Walt Oler Texas Tech University

Karma Bağlantılı Kompozit Plaklarda Farklı Sıcaklıklar Etkisiyle Oluşan Gerilmelerin Analizi

HİDROTERMAL GERİLME VE ŞEKİL DEĞİŞTİRME BAĞINTILARI

Malzeme Bağıyla Konstrüksiyon

DEĞİŞKEN KESİTLİ TIMOSHENKO KİRİŞİNİN SERBEST TİTREŞİM ANALİZİ FREE VIBRATION ANALYSIS OF TIMOSHENKO BEAM WITH VARIABLE CROSS-SECTION

BÖLÜM 4 YAPISAL ANALİZ (KAFESLER-ÇERÇEVELER-MAKİNALAR)

DÖRTGEN DELİKLİ KOMPOZİT LEVHALARDA ELASTO- PLASTİK GERİLME ANALİZİ

Belirli sıcaklık ve sürelerde kürlenen hibrid tabakalı kompozit plakalarının titreşim davranışlarının incelenmesi

DÜZGÜN YAYILI YÜKE MARUZ ORTOTROPİK KOMPOZİT ANKASTRE KİRİŞTE SEHİM HESABI

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

Esmer Irkı Sığırlarda Süt Verimi Üzerine Etkili Faktörlerin Path Analizi İle Belirlenmesi

Maddesel Nokta Statiği 2.1. HAFTA. Đçindekiler S T A T İ K :

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

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM FİNAL PROJE ÖDEVİ

KİNETİK MODELLERDE OPTİMUM PARAMETRE BELİRLEME İÇİN BİR YAZILIM: PARES

Petek Yapılı Kompozit Levhaların Eğilme Davranışlarının İncelenmesi

Ders 2 : MATLAB ile Matris İşlemleri

KAYNAK BAĞLANTILARI SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-I DERS NOTU

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

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

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Aşınmadan aynalanan hasar, gelişmiş ülelerde gayri safi milli hasılanın % 1-4 ü arasında maliyete sebep olmata ve bu maliyetin % 36 sını abrasiv aşınm

ile plakalarda biriken yük Q arasındaki ilişkiyi bulmak, bu ilişkiyi kullanarak boşluğun elektrik geçirgenlik sabiti ε

Newtoniyen olmayan bir akışkanın iki paralel levha arasındaki akışına viskoz ısınmanın etkisi

NÜMERİK ANALİZ. Sayısal Yöntemlerin Konusu. Sayısal Yöntemler Neden Kullanılır?!! Denklem Çözümleri

Batman Üniversitesi Batman M.Y.O., Batman, Türkiye, E-posta:

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

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

7. STABİLİTE HESAPLARI

GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNDE KANATÇIK YÜZEYİNDEKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SONLU FARKLAR METODU İLE ANALİZİ

Sıcaklık etkisindeki metal matrisli kompozit dönen diskteki ısıl gerilmelerin analizi

Sigma 27, , 2009 Research Article / Araştırma Makalesi EFFECT OF INSULATION MATERIAL THICKNESS ON THERMAL INSULATION

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Bahar UYMAZ

9-2. betonun bakımı (kür) buhar kürü. Paki Turgut

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

LYS Matemat k Deneme Sınavı

GÜNEŞ ENERJİSİYLE ÇALIŞAN ISI POMPASININ DENEYSEL İNCELENMESİ EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE HEAT PUMP RUNNING WITH SOLAR ENERGY

Darbe Yükü Altındaki Hibrit Kompozit Plakalara Sıcaklığın Etkisi Temperature Effects on Hybrid Composite Plates Under Impact Loads

MAK341 MAKİNA ELEMANLARI I 2. Yarıyıl içi imtihanı 24/04/2012 Müddet: 90 dakika Ögretim Üyesi: Prof.Dr. Hikmet Kocabas, Doç.Dr.

Tremalarla Oluşum: Kenar uzunluğu 1 olan bir eşkenar üçgenle başlayalım. Bu üçgene S 0

BİRDEN FAZLA GEZGİN ROBOTLA NESNE TAŞIMA İÇİN HAREKET PLANLAMA VE KONTROL

UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:27-2 GÜNEŞ TOPLAÇLARI VE HAVUZDAN OLUŞAN ENTEGRE BİR SİSTEMİN PERFORMANSININ İNCELENMESİ *

BURKULMA DENEYİ DENEY FÖYÜ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ANALİZ CEBİR. 1. x 4 + 2x 3 23x 2 + px + q denkleminin kökleri (a, a, b, b) olacak şekilde. ikişer kökü aynı ise ise p ve q kaçtır?

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

FARKLI YAPIM SİSTEMLERİ VE KONUT MALİYETLERİ

KENAR TETİKLEMELİ D FLİP-FLOP

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB 405 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI - 3

Kollektif Risk Modellemesinde Panjér Yöntemi

Algoritma, Akış Şeması ve Örnek Program Kodu Uygulamaları Ünite-9

FDFD(4) YÖNTEMİ İLE RASTGELE ŞEKİLLİ CİSİMLERDEN ELEKTROMANYETİK SAÇILMA DEĞERLERİNİN HESAPLANMASI

biçiminde standart halde tanımlı olsun. Bu probleme ilişkin simpleks tablosu aşağıdaki gibidir

Cebir Notları. Karmaşık sayılar TEST I. Gökhan DEMĐR, 2006

EÜFBED - Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Cilt-Sayı: 3-2 Yıl:

ĠÇ BASINÇ ETKĠSĠNDEKĠ ĠNCE CĠDARLI SĠLĠNDĠRDE DENEYSEL GERĠLME ANALĠZĠ DENEYĠ

I ) MATEMATİK TEMELLER

Doğrusal Olmayan Devreler, Sistemler ve Kaos

AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Çekme testi ve gerilme-birim uzama diyagramı

DİCLE NEHRİNDE TAŞINAN AYLIK SÜSPANSE-SEDİMENT MİKTARININ YAPAY SİNİR AĞLARI İLE BELİRLENMESİ

ÖZGEÇM. Mustafa Güle,en, Termoplastik kompozit malzeme üretimi, mekanik özelliklerin tespiti, Dumlup0nar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (2005).

SERVOVALF VE HİDROLİK SİSTEMDEN OLUŞAN ELEKTROHİDROLİK BİR DÜMEN SİSTEMİNİN KONUM KONTROLÜ

Çift sıkıştırma oranlı yay yorulma test cihazı tasarım ve imalatı

BLM 426 YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BAHAR Yrd. Doç. Dr. Nesrin AYDIN ATASOY

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

SİLİNDİR YÜZEY ÜZERİNDEN AKIŞTA REYNOLDS VE PRANDTL SAYILARININ NUSSELT SAYISINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Kaynaklanmış Farklı Çeliklerin Yorulma ve Kırılma Analizlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Gerçekleştirilmesi

R 1Y kn R 1X R 1Z R 4Y R 3Y 4 R 4X R 3Z R 3X R 4Z. -90 kn. 80 kn 80 kn R 1Y =10 R 1X =-10 R 4Y =10 R 1Z =0 R 3Y =70 4 R 3X =-70 R 4X =0

MÜDEK Değerlendirme Ölçütleri

Bölüm 1. Tasarım. Bölüm 1. Makine Mühendisliği Tasarımına Giriş

Karma Bağlantı Uygulanmış Farklı Metal Plakalarda Meydana Gelen Gerilmelerin İncelenmesi

AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Electronic Letters on Science & Engineering 6(1) (2010) Available online at

VİNÇTE ÇELİK KONSTRÜKSİYON

I ) MATEMATİK TEMELLER

T.C. HARRAN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Çoğul-Değerli Fonksiyonların Almost D-Süreklilikleri Üzerine

Biyoistatistik (Ders 7: Bağımlı Gruplarda İkiden Çok Örneklem Testleri)

PLANE LOADED COMPOSITE LAMINATE PLATES RESIDUAL STRESS ANALYSIS

DENEY 3. HOOKE YASASI. Amaç:

CİVATALI BAĞLANTILARIN ELEMAN DİRENGENLİĞİN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ VE YAPAY SİNİR AĞLARI SİSTEMİ İLE BELİRLENMESİ

İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi

CİDAR ISITMASININ DÜZ BİR LEVHA ÜZERİNDEKİ SINIR TABAKA GEÇİŞİ ÜZERİNE ETKİLERİ EFFECTS OF WALL HEATING ON BOUNDARY LAYER TRANSITION OVER A FLAT PLATE

IR (İNFRARED) Absorpsiyon Spektroskopisi

ÖZEL EGE LİSESİ 13. OKULLAR ARASI MATEMATİK YARIŞMASI 8. SINIF ELEME SINAVI TEST SORULARI

GaAs-TABANLI FİBER GLAS VE LAZERLERDE KILAVUZLANMIŞ ELEKTROMANYETİK ALAN MODLARININ ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Pirinç(MS58) ve Çelik(ST37) Malzemelerinden Yapılmış Kirişlerin Deneysel, Teorik ve Sonlu Elemanlar Yöntemi Kullanılarak Çökme Analizinin Yapılması

GENETİK ALGORİTMALARDA TEK VE ÇOK NOKTALI ÇAPRAZLAMANIN SÖZDE RASSAL POPULASYONLARA ETKİSİ

Transkript:

Süleman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 0-,(006)-49-54 [ / ] S ve [ / ] Orantasna Sahip Delili ve Tabaalı Termplasti Kmpzit Plalarda Unifrm Sıcalı Altında Medana Gelen Isıl Gerilmelerin Analizi F. ŞEN Duz Elül Üniversitesi Mühendisli Faültesi Maine Müh. Bölümü İZMİR Özet: Bu çalışmada, açılı rantasna sahip simetri ([ / ] s ) ve antisimetri ([ / ] ), çeli fiberlerle tavie edilmiş, tabaalı ve rtasında dairesel deli bulunan termplastimpzit plalarda, unifrm sıcalı etisile medana gelen ısıl gerilmeler hesaplanmıştır. Orantasn açısı lara simetri ve antisimetri düzenleme seçilmiştir. Analizde snlu elemanlar metdu ullanılmıştır. Bu amaçla, çözüm ANSYS prgramı ullanılara apılmıştır. Unifrm ısıl ü lara 30 C den C e adar çeşitli değerler seçilmiştir. Isıl analizlerden elde edilen snuçlar şeillerde gösterilmiştir. Bu snuçlara göre, ısıl gerilmeler artan unifrm ısıl üler ile artmatadır. Arıca, simetri ve antisimetri rantasnlar farlı ısıl gerilme dağılımlarının luşmasına neden lmatadır. Anahtar Kelimeler: Snlu elemanlar metdu, Isıl gerilmeler, Termplastimpzitler Thermal Stress Analsis n Thermplastic Laminated Cmpsites Having Orientatins [ / ] S and [ / ] with Circular Hle under Unifrm Temperature Abstract: In this stud, thermal stresses were calculated n angle-pl smmetric ([ / ] s ) and antismmetric ([ / ] ) steel fiber reinfrced thermplastic laminated cmpsite plates with central circular hle under unifrm temperature effect. The rientatin angles were selected smmetric and antismmetric. The finite element methd was used fr analsis. Fr this purpse, the slutin was perfrmed b using ANSYS prgram. Different unifrm thermal ladings were selected frm 30 C t C, variusl. Results, btained frm thermal analses are shwed in graphs. Accrding t these results, thermal stresses increase related t rise f unifrm thermal lads. Furthermre, smmetric and antismmetric rientatins cause different thermal stress distributins. Ke wrds: Finite element methds, Thermal stresses, Thermplastic cmpsites Giriş İi vea daha ç malzemenin marsbi düzede birleştirilmesi ile elde edilen eni malzeme, mpzit malzeme lara adlandırılmatadır. Fiber tavieli plimer (FTP) mpzitler ise özellile iinci düna savaşından snra agın mühendisli malzemeleri lara birç ugulamada eni ve çeici malzemeler lara rtaa çımıştır. Günümüzde bu apıdai mpzitler hava araçları, uza araçları, udular, gemiler, denizaltılar, tmbiller, imasal işlem eipmanları, sprtif araçlar, alt apı sistemleri, insan sağlığı açısından ç önemli lan tıbbı prtezler ve mireletrni aletlerde agın bir ullanım alanına sahiptirler. Alüminum ve çeli gibi agın laraullanılan gelenesel metal ve metal alaşımları ile arşılaştırıldığında, mpzit malzemeler, hafifli, uzun rulmaa ömrü, ii rzn daanımı gibi üstün özellileri nedenile ön plana çımatadır. Bunun anında istenen önde daha ii muavemet özellilerinin elde edilebilmesi, sahip lduları ısıl genleşme özellileri ve butlarını üse randa ruabilmeleri diğer bazı önemli özellilerindendir. Plimerler, FTP mpzitlerde genel lara matris malzemesi laraullanılmatadır. Mühendisli ugulamalarında FTP mpzitler elde ediliren, bu matrisler çeli, cam lifi ve arbn gibi malzemelerden elde edilen fiberler ile tavie edilmetedir []. Saman ve ar. (003), çeli fiberlerle tavie edilmiş termplastimpzit bir irişte medana gelen ısıl gerilmeleri elasti-plasti lara ve lineer sıcalı dağılımı etisinde incelemişlerdir []. Giglitti ve ar. (005), 0/90 tabaalı are mpzit plalarda unifrm sıcalı etisinde medana gelen ısıl gerilmeleri incelemişlerdir [3]. Chung (000), arbn fiber tavieli plimer matris mpzitlerin ısıl gerilme analizi üzerine çalışmıştır [4]. Aa ve Özden (994), enjesin alıplama öntemi ile ürettileri termplasti malzemelerin ısıl gerilmelerini denesel lara ölçmüşlerdir [5]. Şenel ve ar. (004), tabaalı termplastimpzit plalarda ısıl ülemeler altında medana gelen artı gerilmeleri analiti mettla bulmuşlardır [6]. Shabana ve Nda (00), üretim aşamasında ugulanan sıcalılar nedenile medana gelen artı gerilmeleri diate alara ısıl elast-plasti gerilme analizi apmışlardır [7]. Apala ve ar. (003) epsi türü bir apıştırıcı ile birleştirilmiş ince metal levhalarda lazer nta anağı nedenile luşan ısıl gerilmeleri zamana bağlı lara incelemişlerdir [8]. Bu çalışmada, simetri ([/] s ) ve antisimetri ([/- ] ) rantasna sahip, çeli fiberlerle tavie edilmiş, rtasında dairesel deli bulunan, tabaalı termplasti mpzit plalarda, unifrm dağılmış sıcalı etisile 49

F. ŞEN medana gelen ısıl gerilmeler incelenmiştir. Çözümde snlu elemanlar metdu ullanılmıştır. Bundan dlaı analiz, snlu elemanlarla çözümde etin bir paet prgram lan ANSYS prgramı ullanılara apılmıştır. Unifrm sıcalı üü lara 30 C den C e adar çeşitli değerler seçilmiştir. Materal ve Yöntem Kmpzit Malzemenin Üretimi Kmpzit malzeme, Duz Elül Üniversitesi Maine Mühendisliği Bölümündei Meani Labratuarı nda bulunan termplastimpzit malzeme üretim düzeneği ullanılara üretilmiştir. Kmpzit malzeme üretiminde, matris lara üse ğunlulu plietilen ve tavie malzemesi lara çeli teller ullanılmıştır, bunun anısıra fiber tavieli termplastimpzit malzeme üretim önteminin açılandığı daha öncei bir çalışmada [9] er alan işlem basamaları ugulanma suretile üretim gerçeleştirilmiştir. Buna göre, il lara plietilen granüller, düzenete er alan eletrili ısıtma sistemi ullanılara sıcalığı 90 C e üseltilmiş alıpların içine nulmatadır. Granüller, bu sıcalıta ve,5 MPa basınç altında 5 daia beletilmetedir. Daha snra, 5 MPa basınç altında ve 3 daia içerisinde sıcalı 30 C e düşürülmete ve bu işlem snucunda mm alınlığında bir plietilen tabaacı üretilmetedir. Bu şeilde üretilen, her biri mm alınlığa sahip, tane tabaacığın te önlü lara çeli tellerle tavie edilmesi ve uarıdai işlemin ugulanması ile bir termplastimpzit tabaa üretilmetedir. Üretilen bu tabaadan çıarılan dene numuneleri ve üzerlerine apıştırılan strain gauge ler ullanılma suretile mpzit malzemenin meani ve ısıl özellileri denesel lara bulunmatadır. Meani özellilerin bulunması için apılan çeme deneleri, labratuarda mevcut lan Instrn 4 test cihazı ullanılara apılmıştır. Deneler snucunda elde edilen, ısıl gerilme analizi için gereli lan meani ve ısıl özelliler Çizelge de gösterilmiştir. Çizelge. Termplastimpzit malzemenin meani ve ısıl özellileri Isıl genleşme E (MPa) E (MPa) G (MPa) ν atsaısı (/ C) α α 4000 00 40 0.5,6.0-6 30.0-6 Prblemin Tanımlanması ve Mdelleme Prblemin çözümünde snlu elemanlar metdu ullanılmıştır. Bu amaçla, bilgisaar rtamında apılan mdelleme işleminde, snlu elemanlar çözümünde etin bir paet prgram lan ANSYS paet prgramından ararlanılmıştır. Şeil de görüldüğü gibi, L; levha uzunluğu (400 mm), D; deli çapı (40 mm) ve h; tplam alınlı (8 mm) lma üzere, rtasında dairesel deli lan üç butlu mdeller bu prgram ullanılara luşturulmuştur. Tabaalı mpzit plaların bilgisaar rtamında mdellenmesi esnasında tabaalı mpzit malzeme rantasnu lara, simetri [ / ] S ve antisimetri [ / ] rantasnlar seçilmiştir. Krdinat esen taımı, termplasti tabaalı mpzit levhanın rta ntasına erleştirildiğinde, h (8 mm) tplam tabaa alınlığını gösterme üzere, mdel z- önünde dört tabaadan medana gelmetedir ve - esenine göre tabaaların dizilişi simetri ve antisimetri rantasnu medana getirmetedir. Orantasn açılarındai değişimin, ısıl gerilmeler üzerindei etisini belirleme amacıla luşturulan simetri ve antisimetri mdeller sırasıla Şeil -b ve c de şemati lara gösterilmetedir. L400 mm h h D40 mm L400 mm ( a ) z ( b ) z ( c ) Şeil. a) Tabaalı mpzit plağın butları b) Simetri rantasn, [ / ] s, c) Antisimetri rantasn, [ / ] Oluşturulan mdele ugun düzgün bir ağ apısı luşturulmuştur. Snlu elemanlara bölme işlemi için, 8- düğümlü apısal elemanın, tabaalandırılmış atıların ve abuların mdeli için geliştirilmiş bir çeşidi lan SOLID46 eleman tipi ullanılmıştır. Bu eleman tipinin önemli bir özelliği, 50 farlı malzeme tabaasının elde edilebilmesini sağlamasıdır. Üç butlu çözümlerde ullanılan bu eleman tipinin, gemetrisi, düğüm ntaları ve rdinat sistemi Şeil de gösterilmiştir [0-]. 50

[ / ] S ve [ / ] Orantasna Sahip Delili ve Tabaalı Termplasti Kmpzit Plalarda Unifrm Sıcalı Altında Medana Gelen Isıl Gerilmelerin Analizi ve M M M ε γ ** [ B] ε + [ D] [ T ] () Burada, N, N, N ve M, M, M sırasıla birim uzunlu başına gelen bileşe uvvetler ve mmentlerdir. [A], [B] ve [D] tabaa rijitli matrisleri, [T * ] ve [T ** ] ise sırasıla ısıl uvvet ve ısıl mment bileşenleridir. Ara işlemler apıldıtan snra şeil değiştirmeler (3), (4) ve (5) eşitlileri ile ifade edilir. Şeil. SOLID46 eleman tipi Bu snlu elemanlara bölme işlemi snucunda üç butlu mdel üzerinde 5400 eleman ve 7680 düğüm ntası medana gelmiştir. Mdelin snlu elemanlara bölünmüş hali, Şeil 3 te görülmetedir. ε ε γ RU R RU R * T3 R U R R 3 R R 3 R U + A A 3 6ε 66 + A 6 ε (3) (4) (5) Gerilme ve şeil değiştirme ilişisi ullanılara her bir tabaa için gerilme-şeil değiştirme bileşenleri (6) ifadesi ile hesaplanabilir, σ σ σ z 6 6 6 6 66 ε ε γ z (6) a) Üst görünüş b)yan görünüş Şeil 3. Mdelin snlu elemanlar çözümü için luşturulan ağ (mesh) apısı Analizlerde unifrm sıcalı mitarındai artışın ısıl gerilmeler üzerindei etisini inceleme amacıla her bir mdele farlı unifrm sıcalılar ugulanmıştır. Sıcalı aralığı 30 C den C e adar 5 C arttırılara ugulanmıştır. Matematisel Frmülasn İnce tabaalı mpzitlerde ullanılan lasi terie göre gerilme ve şeil değiştirme arasındai ilişi () ve () eşitlileri ile ifade edilmetedir []. N N N ε γ * [ A] ε + [ B] [ T ] () 5 Diğer değişenler lan pisn ranı ve direngenli ifadeleri (7) eşitlilerinde verildiği tarzda ifade edilmetedir. E E ν,, ν ν ν E νe νν G 6 E νν ν E,, ν ν 66, 0 ve 6 0 (7) Bulgular ve Tartışma Bu çalışmada, snlu elemanlar metdu ullanılara, açılı rantasna sahip simetri ([ / ] s ) ve antisimetri ([ / ] ), paslanmaz çeli fiberlerle tavie edilmiş, tabaalı ve rtasında dairesel deli bulunan termplasti mpzit plalarda, unifrm sıcalı etisile medana gelen ısıl gerilmeler hesaplanmıştır. Üretilen malzemenin denesel lara meani özellilerinin bulunmasının ardından, genel amaçlı snlu elemanlar çözümü apabilen bir paet prgram lan ANSYS te, tabaalı ve rtasında dairesel deli bulunan mpzit plaa mdellenmiş ve elde edilen bu meani özelliler snlu elemanlarla çözümde ullanılmıştır. Elde edilen bulgular ugulanan

F. ŞEN unifrm sıcalı ülerine (30 C den C e adar) bağlı lara Şeil 4 ve 5 te gösterilmiştir. Simetri ve antisimetri rantasna sahip levhalarda medana gelen nrmal ve ama gerilmelerinin sıcalığa bağlı değişimleri Şeil 4 te gösterilmetedir. Şeil 4-a ve Şeil 4-b de sırasıla ve önlerindei nrmal çei gerilmelerini (σ ve σ ), Şeil 4-c ve Şeil 4-d de sırasıla ve önlerindei nrmal bası gerilmelerini (σ ve σ ), Şeil 4-e ve Şeil 4-f ise ama gerilmelerinin (τ ) sırasıla çei ve bası gerilmeleri lara değişimlerini sıcalığa bağlı lara göstermetedir. Mdel üç butlu lara luşturulduğundan dlaı çözüm snucunda τ ama gerilmeleri anında τ z ve τ z ama gerilmeleri de medana gelmiştir. Faat elde edilen bu değerler (τ z ve τ z ), τ ama gerilmelerinin anında ihmal edilebilece adar üçü lduğundan ihmal edilmişlerdir. Şeil 4 ten görüldüğü üzere, ugulanan unifrm sıcalı değerindei artışa bağlı lara, nrmal ve ama gerilmelerinin 35 35 30 5 0 5 Simet ri Antisimetri Sýcalý, C 30 5 0 5 Simet ri Antisimetri Sýcalý, C a) σ çei gerilmeleri b) σ çei gerilmeleri -3-4 -3-4 -5-6 -7 Simet ri Antisimetri Sýcalý, C -5-6 -7 Simet ri Antisimetri Sýcalý, C c) σ bası gerilmeleri d) σ bası gerilmeleri 8 6-8 -0 4 0 8 Simet ri Antisimetri Sýcalý, C - -4-6 -8 Simet ri Antisimetri Sýcalý, C e) τ çei gerilmeleri f) τ bası gerilmeleri Şeil 4. Simetri ve antisimetri rantasna sahip delili plalarda medana gelen nrmal ve ama gerilmelerinin sıcalığa bağlı değişimleri 5

[ / ] S ve [ / ] Orantasna Sahip Delili ve Tabaalı Termplasti Kmpzit Plalarda Unifrm Sıcalı Altında Medana Gelen Isıl Gerilmelerin Analizi a) Simetri levhada -önünde luşan nrmal gerilmeler, σ b) Antisimetri levhada -önünde luşan nrmal gerilmeler, σ c) Simetri levhada -önünde luşan nrmal gerilmeler, σ d) Antisimetri levhada -önünde luşan nrmal gerilmeler, σ e) Simetri levhada luşan ama gerilmeleri, τ f) Antisimetri levhada luşan ama gerilmeleri, τ Şeil 5. Ugulanan C unifrm sıcalı etisile simetri ve antisimetri rantasna sahip delili plalarda medana gelen ısıl gerilme dağılımları değerleri, mutla değer lara artış göstermetedir. Dlaısıla mutla değerce en büü nrmal ve ama gerilmeleri ugulanan en büü unifrm sıcalı değeri lan C sıcalı için, en üçü gerilme değerleri de en üçü unifrm sıcalı değeri lan 30 C sıcalıta medana gelmetedir. Orantasnun simetri vea antisimetri seçilmesi durumunda ısıl gerilmelerin değişimi incelenece lursa, simetri levhada medana gelen ısıl gerilme değerleri, antisimetri levhalarda medana gelen ısıl gerilme değerlerinden, mutla değerce lma üzere, daha büütür (Şeil 4). Sadece - önündei nrmal bası gerilmelerinin değerleri simetri levhada, antisimetri levhadan mutla değerce daha büü hesaplanmıştır (Şeil 4-c). Faat bu far lduça üçü lduğundan ihmal edilebilece seviededir. Snlu elemanlarla analiz imanı sağlaan hazır prgramların önemli avantajlarından birisi elde edilen snuçların eş değerlere sahip eğriler vea renler 53

F. ŞEN (cnturs) ile gösterilebilmesidir. Bu durum mdel üzerinde medana gelen gerilme dağılımlarının ç net bir şeilde görülmesini, dlaısıla bası ve çei gerilmelerinin luştuğu bölgeleri ve gerilme ığılmalarının lduğu riti bölgelerin saptanmasını lalaştırmatadır. Çözümde ullanılan ANSYS prgramının da sağladığı bu avantaj ullanılara, apılan analize örne lması baımından, ugulanan C unifrm sıcalı etisile, simetri ve antisimetri rantasna sahip plalarda medana gelen ısıl gerilme dağılımları, eş gerilme eğrileri ve ren dağılımları ardımıla Şeil 5 te gösterilmiştir. Şeil 5-a ve Şeil 5-b sırasıla simetri ve antisimetri levhada -önünde medana gelen nrmal gerilme (σ ) dağılımlarını, Şeil 5-c ve Şeil 5-d sırasıla simetri ve antisimetri levhada -önünde medana gelen nrmal gerilme (σ ) dağılımlarını, Şeil 5-e ve Şeil 5-f ise sırasıla simetri ve antisimetri levhada medana gelen ama gerilmelerini (τ ) göstermetedir. Şeil 5 ten görüldüğü gibi, simetri ve antisimetri rantasna sahip plalarda, hem masimum ve minimum ısıl gerilme değerleri, hem de mdel üzerinde medana gelen ısıl gerilme dağılımları arasında luşan farlar ç net lara görülebilmetedir. Anı zamanda mdel üzerinde, bası ve çei gerilmelerinin dağılımlarını görme mümün lmatadır. Snuçlar ve Öneriler Birç mühendisli prbleminin çözümünde etin bir matematisel öntem lan snlu elemanlar metdu ullanılara, simetri ([/] s ) ve antisimetri ([/- ] ) rantasna sahip rtasında dairesel deli bulunan tabaalı termplastimpzit levhaların unifrm sıcalı üü ile ülenmeleri ile apılan analizlerinin snucunda başlıca şu snuçlar elde edilmiştir:. Ugulanan unifrm sıcalı değeri arttıça ısıl gerilme değerleri de artmatadır.. Tabaalı mpzit plaanın elde edilmesinde seçilen simetri ve antisimetri rantasnlar, mpzit plaa üzerinde farlı gerilme dağılımlarının luşmasına neden lmatadır. Günümüzde mpzit malzemeler ile istenen birç özelli sağlanabilmetedir. Fiber tavieli plimer mpzitlerde (FRP) uarıda bahsedildiği gibi birç avantajlara sahiptir. Matris lara termplasti malzeme, fiber lara paslanmaz çeli teller ullanara elde ettiğimiz mpzit malzemenin Çizelge de verilen özellilerinden görüldüğü gibi fiber dğrultusunda daha üse elastisite mdülü (E ) sağlanıren, fibere di dğrultudai önde ise daha düşü bir elastisite mdülü (E ) elde edilmiştir. Benzer durum ısıl genleşme atsaıları (α ve α ) içinde geçerli lmatadır. Dlaısıla hangi önde daha ç daanım vea ısıl iletenli özelliği istenirsa malzeme isteğe ugun elde edilebilmetedir. Bunun anında herhangi bir mpzit malzemede tüm özellilerin anı anda eldesi mümün değildir. Örneğin herhangi bir mpzit malzemede ısı alıtımı özelliği lması isteniren, bir başa mpzit malzemede ısıl iletenliği sağlaan özelli lması istenebilmetedir. Bunun anında elenen her bir özelliğin üretilme istenen mpzitin malietini arttıracağını bilme gereir. Bir mpzit malzemenin üretilmesinden ve ullanılmasından önce, mpzit malzemeden istenen özelliler ç ii belirlenmeli malzeme üretimi ve ullanımı ndan snra apılmalıdır. Orantasn açısı içinde anı durum söz nusudur. Malzemeden istenen daanıma ugun lara simetri vea antisimetri rantasn açısı seçimine, tabaa saısına ve tabaa saısına bağlı lara tplam malzeme alınlığına (h) arar verilmelidir. Tabaa saısı arttıça istenen herhangi bir önde muavemet özellileri arttırılabiliren, malzeme ağırlığının artacağı göz ardı edilmemelidir. Kanalar () L. Tng, A.P. Muritz, and M. Bannister, 3D Fibre Reinfrced Plmer Cmpsites, (00) Elsevier, UK. () O. Saman, M. Belevi, ve M. Durana, Thermal stress analsis and residual stresses in a thermplastic cmpsite beam. J. f Reinfrced Plastics and Cm. (003) 67-8. (3) M. Giglitti, F. Jacquemin, and A. Vautrin, On the maimum curvatures f 0/90 plates under thermal stress. Cm. Struc. 68 (005) 77-84. (4) D.D.L. Chung, Thermal analsis f carbn fiber plmer-matri cmpsites b electrical resistance measurement. Therm. Acta. 364 (000) 3. (5) M. Aa, ve S. Özden, Measurement f residual stresses in injectin mlded thermplastics. Pl. Test. 3 (994) 33-354. (6) M. Şenel, H. Abulut, and M. Tparlı, Residual stress analsis in smmetric thermplastic laminated plates under thermal lads: analtic slutin, J. f Therm. Cmp. Mat. 7 (004) 48-507. (7) Y.M. Shabana, ve N. Nda, Therm-elast-plastic stresses in functinall graded materials subjected t thermal lading taing residual stresses f the fabricatin prcess int cnsideratin. Cmp. Part B: Eng. 3 (00) -. (8) M.K. Apala, K. Aldas, ve F Şen, Thermal nn-linear stresses in an adhesivel bnded and laser-spt welded single-lap jint during laser metal interactin. J. f Mat. Prc. Tech. 4 (003) -9. (9) N.B. Betas, and O. Saman, Elast-plastic stress analsis in simpl supprted thermplastic laminated plates under thermal lads. Cmp. Sci. and Tech. 6 (00) 695-70. (0) ANSYS. Genel amaçlı snlu elemanlar azılımı. Yardım dsaları. () S. Maveni, Finite element analsis: Ther and applicatin with ANSYS, (003) nd editin. Pearsn Educatin. Inc. New Jerse. USA. () R.M. Jnes, Mechanics f Cmpsite Materials, (999) Talr & Francis Inc., USA. 54