Behavior of laminated composite structures subjected to low velocity impact
Düşük hızlı darbelere maruz tabakalı kompozit yapıların davranışı
- Tez No: 119679
- Danışmanlar: DOÇ. DR. RAMAZAN KARAKUZU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Cam elyafı, Darbe, Epoksi, Hasar, Mekanik özellikler, Tabakalı kompozitler, Fiberglass, Impact, Epoxy, Damage, Mechanical properties, Laminated composites
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
m ÖZET Bu tezin amacı, düşük hızlı darbeye maruz fiber takviyeli tabakalı kompozitlerin dinamik davranışım değerlendirmektir. Cam fiber/epoksi kompozitinin zamana bağlı analizi üzerine deneysel ve nümerik araştırma yapılmıştır. Nümerik olarak hesaplanan temas kuvveti-zaman değerleri, deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Düşük hızlı darbeye maruz tabakalı kompozitlerde darbe hızının, darbe kütlesinin, kompozit plağın boyutlarının ve kalınlığının önemi belirlenmiştir. Düşey konumlandırılmış bir ağırlık düşürme test makinası, düşük hızlı darbe testleri yapmak üzere Mekanik Laboratuvarında geliştirilmiştir. Ağırlık düşürme cihazının yan küresel uçlu kafa kısmına yerleştirilmiş bir piezoelektrik kuvvet ölçer darbe esnasındaki kuvvet-zaman diagramını verir. Darbe testleri 1 m/sn, 2 m/sn ve 3 m/sn' lik artan darbe hızlarında ve 135 g ve 2600 g'lık darbe kütlelerinde yapılmıştır. Karşılıklı iki tarafı ankastre ve diğer iki tarafı serbest olan 150 mm'ye 150 mm, 150 mm'ye 100 mm ve 150 mm'ye 50 mm'lik plak boyutları ile deneyler yapılmıştır ve darbe yükü her bir plağın merkezine uygulanmıştır. Farklı yığılım dizilerine sahip tabakalı kompozit malzemelerde tek yönlü ve örgü fiber formu seçilmiştir. Zamana bağlı dinamik sonlu eleman analizi yapabilen 3DIMPACT programını kullanarak tabakalı kompozitlerin nümerik değerlendirmesi de yapılmıştır. Kompozit plak ve vurucu kafa arasındaki temas kuvveti, plağın merkezindeki maksimum düşey yerdeğiştirme, darbe esnasındaki gerilmeler ve birim şekil değişimleri zamanın fonksiyonu olarak elde edilmiş ve nümerik hesaplamalarla kompozit tabakaların ayrışma büyüklükleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, kompozit malzemenin dinamik davranışı üzerine deneysel testler ve nümerik simülasyon ile sonuçlar elde edilmiş ve düşük hızlı darbeye maruz kompozit plakların optimum dizayn problemine bir yaklaşım sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT The purpose of this thesis is the evaluation of the dynamic behavior of fiber- reinforced laminated composites under low velocity impact. An experimental and numerical investigation has been carried out to study the transient response of E- glass/epoxy composite. The numerically computed contact force history is compared with the same experimental results. The importance of the impact velocity, the impactor mass, the dimensions and the thickness of the composite plate are determined for laminated composites subjected to low velocity impact. A vertical drop- weight testing machine is developed in the Mechanical Laboratory for the low velocity impact test. Affixed to the drop-weight device, a piezoelectric force transducer, localized in the hemispherical impactor nose, yields the complete force versus time history of the impact event. Impact tests are performed at increasing impact velocities 1 m/sec, 2 m/sec and 3 m/sec, and impactor masses of 135 g and 2600 g. The studies have been carried out with plate dimensions of 150 mm by 150 mm, 150 mm by 100 mm and 150 mm by 50 mm with two opposite sides clamped and the other two free and the impact load is applied at the center of each plate. Unidirectional and woven fiber form is selected for laminated composite materials with different stacking sequence. A numerical evaluation of these specimens is also carried out by using 3DIMPACT transient dynamic finite element analysis code. The contact force between the impactor and the composite plate, maximum transverse deflection at the center of the plate, stresses and strains during impact are plotted, as functions of time and the predicted delamination sizes of composites are determined numerically. Finally, results are obtained by numerical simulation and experimental testing of the dynamic behavior of composite material and an approach to the problem of optimum design of composite plates subjected to low velocity impact is presented.
Benzer Tezler
- Katmanlı kompozit panellerin anlık basınç yüküne dinamik cevabı
Dynamic response of laminated composite panels subjected to blast loading
HALİT S. TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships
HATEM AKBULUT
- Katmanlı kompozit plakların anlık basınç yükü altında dinamik davranışlarının deneysel incelenmesi
Investigation on dynamic response of laminated composite plates subjected to air blast loading
BİLGE AZİZ ÇOĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Derecelendirilmiş dikdörtgensel plaklarda bazı stabilite problemlerinin çözümleri
Solutions of some stability problems in functionally graded rectangular plates
VEDAT TAŞKIN
Doktora
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. UĞUR GÜVEN
- Yapıştırıcıların genel özellikleri ve çekme gerilmesine maruz yapışma birleşmesinin analitik ve nümerik olarak incelenmesi
Başlık çevirisi yok
LEVENT KODAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEMEL KATİL