Cam Elyaf Takviyeli Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Davranışlarının Nümerik Analizi

Benzer belgeler
KADEMELENDİRİLMİŞ KÖPÜK MALZEMELERİN SANDVİÇ KİRİŞİN DARBE DAVRANIŞINA ETKİSİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

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

TABAKALI KOMPOZİT PLAKALARIN YARI STATİK PENETRASYON YÜKLERİ ALTINDAKİ DAVRANIŞLARININ ARAŞTIRILMASI

E-CAMI/EPOKS TABAKALI KOMPOZ TLER N DÜ ÜK HIZLI DARBE DAVRANI INA NUMUNE BOYUTLARININ ETK

DÖRTGEN DELİKLİ KOMPOZİT LEVHALARDA ELASTO- PLASTİK GERİLME ANALİZİ

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

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

Doç. Dr. Buket OKUTAN BABA

DÜŞMELİ DARBE (GARDNER) TESTİNİN ANSYS 14.5 YARDIMIYLA SİMÜLASYONU SIMULATION OF DROP IMPACT (GARDNER) TEST BY USING ANSYS 14.5

CAM FİBER TAKVİYELİ POLYESTER KOMPOZİTTE TEKRARLI DARBE YÜKLEMELERİYLE OLUŞAN HASAR MEKANİZMALARI.

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

FİLAMAN SARIM KOMPOZİT BORULARIN DÜŞÜK HIZLI DARBE DAVRANIŞININ SİMÜLASYONU. Mesut UYANER, 2 Serdar GÜVENSOY

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

METAL TABAKALI KOMPOZİTLERİN DÜŞÜK HIZLI ENİNE DARBEYE KARŞI DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

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

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

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

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

FONKSİYONEL KADEMELENDİRİLMİŞ DAİRESEL PLAKALARIN KATMAN YAPISININ DÜŞÜK HIZLI DARBE DAVRANIŞINA ETKİSİ

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

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

Oluklu PVC köpük içeren denizel sandviç kompozitlerin darbe test performansları

CAM ELYAF TAKVĐYELĐ POLYESTER MATRĐSLĐ KOMPOZĐT MALZEMELERDE (CTP) ELYAF TABAKA SAYISINA BAĞLI MEKANĐK ÖZELLĐKLERĐN VE DARBE DAYANIMININ ĐNCELENMESĐ

HİBRİT KOMPOZİTLERİN DARBE DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

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

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

UNİFORM SICAKLIK UYGULANMIŞ METAL MATRİSLİ KOMPOZİT DİSKİN ISIL GERİLME ANALİZİ

TABAKALI KOMPOZ TLER N DARBE CEVABINA VURUCU

BALİSTİK ÇARPMA ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİYLE İNCELENMESİ

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

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

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

Kağızman 10/03/1974. Mühendislik Fakültesi. Mühendislik Fakültesi

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

Ortasında delik bulunan eğrisel yüzeyli kompozit plakların burkulma davranışı

6.1. Yüksek Lisans Tezleri 6.2. Doktora Tezleri. 7. Yayınlar

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

Prof.Dr. BEYTULLAH TEMEL

DÜŞÜK HIZLI DARBE YÜKLEMELERİ SONRASI CAM FİBER TAKVİYELİ POLYESTER KOMPOZİTLERDE ORTAYA ÇIKAN HASAR KONİSİNİN İNCELENMESİ

burada: ([ K] [ S] λ (2)

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

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

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

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

vii TABLOLAR LİSTESİ

DAİRESEL DELİKLİ TABAKALI KOMPOZİT LEVHALARDA DENEYSEL VE SAYISAL HASAR ANALİZİ

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

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

Filaman sarım hibrit borularda darbe ön hasarının statik patlama mukavemetine ve hasar gelişimine etkisinin incelenmesi

KOMPOZĐT VE SANDVĐÇ KĐRĐŞLERDEKĐ HASAR ŞĐDDETĐNĐN TĐTREŞĐM BAZLI ANALĐZLER VE YAPAY SĐNĐR AĞLARI ĐLE TESPĐTĐ

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

SERAMİK KOMPOZİT ZIRH SİSTEMLERİNİN DARBE VE BALİSTİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ. Celal EVCİ DOKTORA TEZİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

Günümüzde otomobil, havacılık, savunma ve uzay

DELİKLİ KOMPOZİT YAPILARIN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİYLE ANALİZİ

TABAKALI KOMPOZĐT MALZEMELERĐN DARBE DAVRANIŞI

BETONARME KİRİŞLERİN KOMPOZİT MALZEMELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ. Zeki ÖZCAN 1 ozcan@sakarya.edu.tr

AŞINDIRICI PARTİKÜL KARIŞIMLARININ CAM KEÇE TAKVİYELİ POLİFENİLEN SULFİD MATRİSLİ KOMPOZİTLERİN KATI PARTİKÜL EROZYON DAVRANIŞLARINA ETKİLERİ

MMU 420 FINAL PROJESİ

Pim bağlantılı tabakalı kompozit levhalarda ilerlemeli hasar analizi

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

ALÜMİNYUM PLAKALAR İLE TAKVİYELENDİRİLMİŞ ALÜMİNYUM BAL PETEĞİ SANDVİÇ YAPILARIN DÜŞÜK HIZLI DARBE DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİT MALZEMELERİN DELİNMESİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

Başlıca ANALİZ TİPLERİ. ve Özellikleri

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

KATMANLI KOMPOZİT KİRİŞLERİN GENETİK ALGORİTMA İLE OPTİMİZASYONU

Karma Bağlantılı Kompozit Plaklarda Farklı Sıcaklıklar Etkisiyle Oluşan Gerilmelerin Analizi

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

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

BİR ASANSÖR KABİNİ SÜSPANSİYONU İÇİN DÜŞME ANALİZİ

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans Müh. Fak. Makine Müh. Orta Doğu Teknik Üniversitesi 1991 Y. Lisans F.B.E. Makine Müh. A.B.D.

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl. Doktora Fen Bil. Enst. (Makina) Dokuz Eylül Üniversitesi

HAVACILIKTA KULLANILAN KOMPOZİT YAPILARDA İKİLİ BURÇ UYGULAMASININ İNCELENMESİ

CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİT MALZEMENİN DELİNMESİ ESNASINDA OLUŞAN YÜZEY HASARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi

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

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Fiber Kesiti, Fiber Boyu Ve Malzeme Değişiminin Fiber Matris Arayüzeyindeki Lineer Elastik Gerilme Dağılımına Etkisi

SOLIDWORKS SIMULATION EĞİTİMİ

ALÜMİNYUM METALİK KÖPÜK İHTİVA EDEN SANDVİÇ YAPILARIN MAYIN PATLAMASI YÜKLERİNE KARŞI DAVRANIŞININ SAYISAL YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ

Prof. Dr. Buket OKUTAN BABA

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

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

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

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

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

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

2004 Üniversitesi Y. Lisans İnşaat Mühendisliği İzmir Yüksek 2008 Teknoloji Enstitüsü Doktora İnşaat Mühendisliği Ege Üniversitesi 2015

A. Uluslararası hakemli dergilerde yayımlanan makaleler :

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

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

PLANE LOADED COMPOSITE LAMINATE PLATES RESIDUAL STRESS ANALYSIS

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

Transkript:

Cam Elyaf Takviyeli Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Davranışlarının Nümerik Analizi H. Akbulut 1, S. Karadayı 1, F. Azimpour Shishevan 2 *, V. Acar 1 1 Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Erzurum 2 Maragheh Devlet Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Maragheh, Iran Özet Kompozit malzemelerin giderek gelişmesi ve günlük hayatta kullanımının yaygınlaşması ile birlikte, üretimle ilgili sorunlar, delaminasyon, darbe etkileri gibi çözülmesi gereken bazı problemler ortaya çıkmaktadır. Bu çalışma kapsamında, Cam elyaf takviyeli kompozitlerin düşük hızlı darbe davranışları ele alınmıştır. Düşük veya yüksek hızlı darbe etkisi, geleneksel mühendislik malzemelerinde olduğu gibi, kompozit malzemelerde de çok önemli bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Noktasal darbe sonucunda çatlaklar oluşabilmekte ve müteakiben zamanla bu çatlaklar büyüyerek kompozitin kırılmasına yol açmaktadır. Çalışmada, kompozitin mekanik özelliklerinin ve malzeme geometrisinin darbe yüklerine etkileri araştırılmıştır. Araştırma kapsamında, ANSYS yazılımı kullanılarak düşük hızlı darbe yükü altında, takviye açısı, tabaka sayısı, plak kalınlığı ve plak geometrisi gibi faktörlerin kompozit plağın darbe davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Anahtar kelimeler: Düşük hızlı darbe, Cam elyaf takviyeli kompozit, ANSYS 1. Giriş Kompozit malzemelerin düşük hızlı darbe altındaki davranışının incelenmesi konusunda birçok çalışma yapılmıştır. Basitçe desteklenmiş ön gerilmeli, tabakalı plakaların kütle etkisi altındaki dinamik Davranışını Sun and Chattopadhyay [1] analitik olarak incelemişlerdir. Plakalarda ön gerilme söz konusu olduğunda düşük enerji absorbe edeceğini ifade etmişlerdir. Cantwell and Morton [2] çalışmalarında, sürekli elyaf takviyeli kompozit malzemelerin darbe direncini değerlendirmişlerdir. Araştırmalarında kompozit malzemelerin darbe direncini belirleyen temel parametreleri tespit etmişlerdir. Akın ve Şenel [3] yaptıkları çalışmada, düşük hızlı darbesel yüklere maruz tabakalı plakların, farklı darbe enerjileri altında davranışını incelemişlerdir. Mathivanan and Jerald [4] çalışmalarında, düşük darbe hızına maruz kalan E- *Sorumlu Yazar (fazimpoor@gmail.com)

cam epoksi kompozit malzemesinin farklı enerji seviyelerindeki davranışını deneysel olarak incelemişlerdir. Deneysel testleri ağırlık düşürme test cihazıyla, ASTM standartlarına göre yapmışlardır. Darbe testlerini farklı hızlarda (2-4,5 m/s) yaparak plakalarda görülen hasar türü-boyutu belirlenmiş ve darbe hızının 4.429 m/s olduğu durumda büyük hasar meydana geldiğini gözlemlemişlerdir. Chandekar et al. [5] çalışmalarında, düşük hızlı darbe yüklemesi altındaki örgülü fiberglas/epoksi kompozit malzemelerinin davranışını, LS-DYNA yazılımını kullanarak ve Instron dynatup 8250 test cihazıyla deneysel olarak incelemişlerdir. Deneysel ve 3D dinamik sonlu elemanlar yaklaşımı ile hibrit kompozit malzemeye darbe yükü altında Sevkat et al. [6] hasar çalışması yapmışlardır. İki tip ağırlık düşürme testleri yapmışlardır. İlkinde çarpmanın etkisiyle oluşan hasar üzerinde durulurken, ikincisinde ise hasar ilerlemesi üzerinde durmuşlardır. Ağırlık düşürme testlerini simule etmek için 3D sonlu elemanlar yazılımı DYNA yı kullanmışlardır. Deneysel sonuçlar ile SEM sonuçlarını karşılaştırarak, dinamik kuvvet ve hasar şekilleri bakımından uyum sağlamışlardır. Hosur et al. [7] çalışmalarında, örgülü karbon/epoksi kompozit malzemelerin düşük hızlı darbe yükü altındaki davranışını incelemişlerdir. Farklı istifleme açılarına sahip kompozit malzemelere, farklı darbe enerjileri uygulanmıştır. Numunelerin hasar boyutlarını belirlemek için ultrasonik tarama yapılmıştır. Tiberkak et al. [8] çalışmalarında, düşük hızlı darbe yüküne tabi fiber takviyeli kompozit levhanın davranışını SEM ile incelemişlerdir. Kompozit laminantlar hasara uğramadan, Mindlin plak teorisi ve 9 düğümlü Lagrangian elemanı kullanarak dinamik gerilme analizi gerçekleştirilmiştir. Farklı istifleme dizisine sahip malzemede çatlak oluşumuna sebep olan eşik hızlar tahmin edilmiş ve darbe hızının etkisiyle matrisin çatlaması uygun bir hasar kriterine göre hesaplanmıştır. 3D sonlu elemanlar metodu ile düşük hızlı darbe yükü altındaki grafit / epoksi kompozit malzemelere, birden fazla silindirik vurucunun malzeme üzerinde yarattığı delaminasyon hasarının değerlendirmesini Chakraborty [9] yapmıştır. Newmark-b metodu ve Hertz temas yasasını birlikte kullanılarak, sonlu eleman analizi için farklı zamanlarda birden fazla etki altındaki tabakalı plakaların tepkisini belirlemek için algoritma geliştirmişlerdir. Literatür çalışmalarında kompozit malzemenin düşük hızlı darbe yükü altındaki davranışı hakkında birçok deneysel ve nümerik çalışmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda kompozit malzemede oluşan hasar modları, temas kuvveti, absorblanan enerji ve yer değiştirme miktarı gibi vb. sonuçlar ortaya konulmuştur. Bu çalışmada, ANSYS Ls-Dyna yazılımı ile tabakalı kompozit malzemenin düşük hızlı darbe yükü altındaki mekanik davranışı ele alınmıştır.

2. Materyal ve Yöntem Yapılan çalışmada SEM modellemelerinde, tabakalı kompozit malzemeler için SHELL 163 ve vurucu için ise SOLID 164 elemanı kullanılmıştır. Kompozit malzemenin ve vurucunun modellemesi yapıldıktan sonra bileşenlerin kontak işlemi için surface to surface Automatic (ASTS) parametreleri belirlenmiştir. Numunelerin sınır şartları, dörtkenarı ankastre olarak seçilmiştir; yer değiştirmeler (UX, UY, UZ), dönmeler (ROTX, ROTY, ROTZ), ivmeler (AX, AY, AZ) ve hızlar (VX, VY, VZ) sıfır olarak alınmıştır. Vurucunun kinematiğini belirlemek için hız ve yer çekimi uygulanmıştır. Çıkış parametreleri kullanılarak darbe analizi olarak gerçekleştirilmiştir (Şekil 1). Şekil 1 Numune ve vurucunun SEM modelleri 3. Bulgular ve Tartışma Çalışma sonuçlarını teyit amacıyla, Chandekar ve arkadaşlarının yaptığı çalışmanın sonuçları dikkate alınmıştır. Chandekar et al. [5] çalışmalarında düşük hızlı darbe yüklemesi altındaki E-camı/epoksi kompozit malzemenin darbe davranışını LS-DYNA yazılımını kullanarak ve ayrıca deneysel olarak incelemişlerdir. Darbe hızlarının artışına bağlı olarak plakta meydana gelen kontak kuvveti (reaksiyon kuvveti) Şekil 1a de verilmiştir. Burada darbe hızının artışına bağlı olarak kontak kuvvetlerinin arttığı belirlenmiştir.

(a) (b) Şekil 2 Darbe hızı değişimi ile düşük hızlı darbe parametrelerin değişimi (a) kontak kuvveti-zaman grafiği, (b) enerji-zaman grafiği Hızın 1.35 m/s ve kontak zamanının 14.16 ms olduğu anda maksimum kontak kuvvetinin 2.185 kn değerinde olduğu görülmüştür. Hızın 2.35 ve 3.35 m/s ve kontak zamanlarının sırasıyla 9.84 ve 7.92 ms olduğu anlarda kontak kuvvetlerinin maksimum değerleri sırasıyla 4.758 kn ve 7.985 kn olmaktadır (Şekil 1a). Darbe enerjisinin zamana bağlı olarak değişimi ile kontak kuvvetinin zaman bağlı değişimi paralellik göstermektedir. Darbe hızlarının artışıyla birlikte plakta absorblanan enerji, Şekil 1b de görüldüğü gibi artmakta ve bu durum plağın enerji absorblama yeteneğini koymaktadır. Plak boyutlarının kompozitin darbe davranışına etkilerini araştırma amacıyla 12.7 mm çaplı, 5.45 kg kütleli küresel vurucu kullanılarak, [0 0 /90 0 ]10çapraz takviyeli, 5.11 mm kalınlıkla, 80 80 mm, 104 104 mm ve 127 127 mm boyutlarındaki plakalara, 1.35 m/s hızında darbe yükü uygulanmıştır.

Şekil 3 Plak alanının değişimine bağlı olarak gerilme dağılımları (a) (b) Şekil 4 Plak boyutlarının değişimi ile düşük hızlı darbe parametrelerin değişimi (a) kontak kuvveti-zaman grafiği, (b) enerji-zaman grafiği Şekil 4a, kontak kuvvetlerinin (reaksiyon/temas kuvveti) plak alanının artışına bağlı olarak azaldığını göstermektedir. Aynı zamanda, Plak alanının artması, plakta absorbe edilen enerji miktarını artırmaktadır (Şekil 4b). Uygulanan darbe yükü, alanın artması ile daha çok yüzeye yayılarak, plakanın enerji absorblama yeteneğini ortaya koymaktadır.

Takviye açısının darbe davranışına etkisini incelemek amacıyla, 12.7 mm çaplı ve 5.45 kg kütleli küresel vurucu kullanarak, [0 0 /0 0 ]10, [0 0 /15 0 ]10, [0 0 /30 0 ]10, [0 0 /45 0 ]10, [0 0 /90 0 ]10, [15 0 /- 15 0 ]10, [30 0 /-30 0 ]10ve [45 0 /-45 0 ]10 takviye açılarına sahip plakalara, 1.35 m/s hızında darbe yükleri uygulanmıştır. Şekil 4.27 de, takviye açısının değişimiyle, darbe yükünün meydana getirmiş olduğu gerilme dağılımları gösterilmiştir. Takviye açısının değişimi ile plakta meydana gelen gerilmeler, temas noktasında en büyük değerlerini alırken, merkezden geçen elyaf civarında ise bir şerit şeklinde oluştuğu görülmektedir. Şekil 5. Takviye açılarının değişimine bağlı olarak gerilme dağılımları (a) [0 0 /0 0 ]10, (b) [0 0 /15 0 ]10, (c) [0 0 /30 0 ]10, (d) [0 0 /45 0 ]10, (e) [0 0 /90 0 ]10

Şekil 6. Takviye açılarının değişimine bağlı olarak gerilme dağılımları (f) [15 0 /-15 0 ]10, (g) [30 0 /-30 0 ]10, (h) [45 0 /-45 0 ]10 (a) (b) Şekil 7 Takviye açılarının değişiminde kontak kuvveti -zaman grafiği (a-b) Takviye açılarının değişimiyle plakta meydana gelen kontak kuvvetleri Şekil 7 de görülmektedir. Takviye açılarının [0 o /0 o ]10, [0 o /15 o ]10 olduğu plakta hasar meydana geldiğinden, kontak kuvvetinde azalma meydana gelmiştir. [0 o /30 o ]10, [0 o /45 o ]10 ve [0 o /90 o ]10 açılı plaklarda, [0 o /0 o ]10 ve [0 o /15 o ]10 takviyeli plakalara göre daha yüksek kontak kuvvetleri meydana gelmektedir (Şekil 7a). Takviye açısının [30 o /-30 o ]10olduğu durumda kontak kuvveti yüksek değer alırken,[15 o /-15 o ]10ve [45 o /-45 o ]10 olduğu durumlarda ise kontak kuvveti değerinde azalma meydana gelmiştir (Şekil 7b).

(a) (b) Şekil 8 Takviye açılarının değişimine göre enerji -zaman grafiği(a-b) Plakada absorblanan enerji, [0 o /0 o ]10 ve [0 o /15 o ]10 takviye açılarında, meydana gelen hasar nedeniyle[0 o /30 o ]10, [0 o /45 o ]10 ve [0 o /90 o ]10 takviye açılarına göre daha az olmaktadır Darbe enerjisinin belirli bir kısmının plakta meydana gelen hasara harcandığı görülmektedir. [0 o /0 o ]10 açılı plakta hasar boyutu büyük olduğundan absorbe edilen enerji az olmakla birlikte, [0 o /15 o ]10 açılı plakta ise hasar küçüldüğünden daha fazla enerji absorbe edilmektedir. Diğer takviye açılarında küçük hasarlar meydana geldiğinden, bunlarda absorbe edilen enerji miktarları, hasar gören plakalara göre daha büyük değerlere ulaşmaktadır (Şekil 8-a). Takviye açılarının [30 o /30 o ]10 ve [45 o /-45 o ]10 olduğu durumlarda yaklaşık olarak eşit ve yüksek enerji absorbe edilirken,[15 o /-15 o ]10 takviye açılı plakta ise daha az enerji absorbe edilmektedir (Şekil 8b). 4. Sonuçlar Bu çalışmada, ANSYS LS-DYNA yazılımı kullanılarak düşük hızlı darbe yükü altında, takviye açısı, tabaka sayısı ve plaka alanı gibi faktörlerin tabakalı kompozit plakların darbe davranışları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çalışmada çeşitli geometriye ve hıza sahip vurucuların etkileri dikkate alınmıştır. Çalışmadan elde edilen bazı önemli sonuçlar aşağıda özetlenmektedir: - Kontak kuvveti ve absorbe (yutulan) edilen enerji hız artışıyla birlikte artış göstermiştir. Ayrıca hızın artışıyla birlikte reaksiyon süresinin de azaldığı tespit edilmiştir. - Plaka alanının artışıyla birlikte, plak merkezinin yer değiştirme miktarı artış gösterirken, plaka merkezindeki gerilme miktarı azalmaktadır.

- Plakta meydana gelen kontak kuvveti plak alanının artışıyla azalırken, absorbe edilen enerji miktarı artış göstermektedir. Ayrıca plaka alanının artışıyla birlikte reaksiyon süresinin de arttığı görülmüştür. Kaynaklar [1] Sun, C.T., & Chattopadhyay, S. (1975). Dynamic Response of Anisotropic Laminated Plates under Initial Stress to Impact ofa Mass. ASME Journal of Mechanics. 42, 693-698. [2] Cantwell W.J., Morton J. (1991). The Impact Resistance of Composite Materials-a Review.Composites. Vol:22, p:347-362. [3] Akın C., Şenel M., 2010. An Experimental Study Of LowVelocity Impact Response For Composite Laminated Plates. DPÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Sayı21, Nisan 2010. [4] Rajesh Mathivanan, N., JeraldJ., (2010). Experimental Investigation of Woven E- Glass Epoxy Composite Laminates Subjected to Low-Velocity Impact at Different Energy Levels. Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering, Vol. 9, No.7, pp.643-652, 2010. [5] Gautam S. Chandekar, Bhushan S. Thatte, Ajit D. Kelkar, (2010). On the Behavior of Fiberglass Epoxy Composites under Low Velocity Impact Loading. Hindawi Publishing Corporation Advances in Mechanical Engineering. [6] Sevkat E., Liaw M. B., Delale F., (2008). Drop- Weight Impact Responses of Woven Hybrid Glass Graphite /Toughened Epoxy Composites. Proceedings of IMECE2008. ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. IMECE2008-68835. [7] Hosur V. M., Islam M. M. and Jeelani S., (2008). Low-Velocity Impact Response of Braided Carbon/Epoxy Composites. ICCES, vol.6, no.1, pp.81-89. [8] Tiberkak R., Bachene M., Rechak S., Necib B., (2008). Damage prediction in composite plates subjected to low velocity impact. Composite Structures 83 (2008) 73 82. [9] Chakraborty D., (2007). Delamination of laminated fiber reinforced plastic composites under multiple cylindrical impact. Materials and Design 28 (2007) 1142 115.