Numerical and experimental study of tapered laminates with ply drops
Kat dönüşümlü değişken kesitli kompozit laminatların nümerik ve deneysel çalışması
- Tez No: 116213
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET A. AKGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kompozit, Değişken Kesit, Kat Düşümü, Katlar Arası Gerilim, Ayrışma, Sonlu Eleman Analizi, Deneysel Çalışma, Kompozitler, Composite, Taper, Ply-Drop, Interlaminar Stresses, Delamination, Finite Element Analysis (FEA), Experimental Study, Dissociation, Variable cross section, Ply drop, Composites
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, kat düşümlerinin değişken kesitli elyaf takviyeli kompozit laminatlar üzerindeki gerilim durumuna etkisi araştırılmıştır. Sonlu eleman modeli için uygun eleman en/boy oranı belirlenmesi ve katlar arası reçine katmanlarının etkisinin incelenmesi için ön çalışmalar yaplmıştır. Kat düşümlerini çevreleyen reçine katmanları dahil edilerek üç boyutlu bir sonlu eleman modeli yapılmıştır. Katmanlar arası ayrışma yeri eşdeğer von Mises gerilimi kullanılarak bulunmuştur. Katmanlar arası ayrışma yükünü bulmak için iki işgörmezlik kıstası kullanılmıştır. Ortalama gerilim kavramı tabakalar arası gerilimlere uygulanmış ve Tsai-Wu işgörmezlik kıstasının bir modifikasyonu olan ayrışma kıstasında kullanılmıştır. Ek olarak, maksimum gerilme kıstası ikinci işgörmezlik kıstası olarak kullanılmıştır. Yedi farklı kat dizilimli değişken kesitli laminat, sonlu eleman metodu ile analiz edilmiş ve beş farklı kat dizilimli değişken kesitli laminat üretilip test edilmiştir. Değişken kesitli laminatların ince kısımlarım temsil eden düz laminatlar referans oluşturmak amacıyla üretilip test edilmiştir.Deneysel gözlemler ve sonlu eleman analiz sonuçlan, üst reçine katmanındaki katlar arası kesme gerilmesinin, baskın gerilme olduğunu göstermiştir. Ayrışma başlangıcı, son kat düşümünün bitiminde bulunmuştur. Ayrışma başlangıç gerilmesi katların farklı açısal dizilimiyle değiştirilmiştir. Kat düşümlerinin, boylamasına elastikiyetlerinin ayrışma başlangıç gerilmeleri üzerinde önemli bir etkisi olduğu görülmüştür. Deneysel olarak ayrışma gerilmesi bulunmasında önemli zorluklarla karşılaşılmıştır. Sonlu eleman anlizinin sonuçlarının deneysel sonuçlarla tutarlılığı, konfigurasyona bağlı olarak, -1.33% ve 1 1.5% arasında değişkenlik göstermiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT NUMERICAL AND EXPERIMENTAL STUDY OF TAPERED LAMINATES WITH PLY DROPS Ünlü, Ulaç Murat M.S. Department of Aeronautical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Mehmet A. AKGÜN September 2001, 164 pages In this study, the effects of ply-drops on the stress state of tapered fiber- reinforced composite laminates in tension were investigated. Preliminary studies were conducted to determine a suitable element aspect ratio for the finite element model and to investigate the effect of interply resin layers. A three-dimensional finite element model was constructed with interply resin layers surrounding the ply-drops. Equivalent von Mises stress in the interply resin layer was used to predict the location of delamination onset. Two failure criteria were used to predict delamination onset load. The average stress concept was applied to interlaminar stresses and used with a delamination failure criterion, which was a modification of Tsai-Wu failure criterion. Maximum stress criterion was additionally used as the second failure criterion. Seven different layups for tapered laminates were analyzed with finite element method and five different layups were analyzed experimentally. Flat laminates mrepresenting the thin section of the tapered laminates were also manufactured and tested to serve as a reference. Experimental observations and the finite element analysis results indicate that interlaminar shear stress in the upper interply resin layer is the dominant stress state and mainly responsible for delamination onset. The delamination was found to initiate at the end of the last ply drop. Delamination onset stress was altered by changing the orientation of plies. Longitudinal stiffness of dropped plies has an important role on the delamination onset stress. Considerable difficulty was encountered in establishing the delamination onset stresses experimentally. The consistency of the finite element analysis results with the experimental delamination onset values depended on specimen configuration and varied between -1.33% and 11.5%.
Benzer Tezler
- Kanat-uçkanat etkileşiminin sayısal analizi
Numerical analysis of wing-winglet configuration
NURHAK ERBAŞ
- Numerical simulation and experimental study of gun interior ballistics
Namlulu silahların iç balistiğinin sayısal benzetilmesi ve deneysel çalışması
ZAFER TÜMER YAZICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN VURAL
- Experimental and numerical study of the effect of design and processing parameters on spring-in in composite parts
Kompozit parçalarda dizayn ve yöntem parametrelerinin spring-in üzerine etkilerinin deneysel ve sayısal incelenmesi
KENAN ÇINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. NURİ B. ERSOY
- Experimental study on the effects of the cover and numerical prediction of a solar still output
Güneş enerjili damıtıcıda kapağın etkisinin deneysel olarak araştırılması ve üretimin sayısal tahmini
ABDULRAHMAN GHONEYEM
- An experimental and theoretical study on the improvement of adsorption heat pump performance
Adsorpsiyonlu ısı pompasının performansının geliştirilmesi üzerine deneysel ve teorik çalışma
HASAN DEMİR
Doktora
İngilizce
2008
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA ÜLKÜ
YRD. DOÇ. DR. MOGHTADA MOBEDİ
