Prediction and measurement of residual stresses in layered composites
Tabakalı kompozitlerde artık gerilmelerin tahmini ve ölçümü
- Tez No: 76494
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖKTEM VARDAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kalıntı gerilmeleri, Kompozitler, Residual stresses, Composites
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın temel amacı, katmanlı kompozitlerde makroskobik artık gerilmelerin incelenmesidir. Özellikle kompozit plakalarda kalınlık doğrultusundaki artık gerilmelerin deneysel olarak ölçülmesi için güvenilir bir yöntem geliştirilmesine çalışılmıştır. İncelenen malzeme ICI Fiberite tarafından üretilen bir ileri yapısal kompozit olan APC-2'dir. APC-2, ayn-kristal termoplastik PEEK matrisi içine yerleştirilmiş AS-4 karbon elyaflarından oluşmaktadır. Kristallenebilir polimerlerde, artık gerilme oluşumunun mekanizmasını anlamak için bu malzemelerin katılaşması tartışılmıştır. APC-2 laminatlannda oluşan artık gerilmelerin hesaplanabilmesi için bir bilgisayar modeli geliştirilmiştir. Bu program yan-kristal termoplastik kompozitlerde proses soğutmasının düzlemsel makroskobik artık gerilme oluşumuna etkisini inceleyebilmektedir. [Oıo/90ıo]s konfigürasyonundaki bir laminattaki artık gerilmeler konvansiyonel bir yöntem olan Tabaka Kaldırma Yöntemi ve yeni bir yöntem olan Komplians Yöntemiyle deneysel olarak ölçülmüştür. Komplians Yöntemi, giderek artan derinlikte ince bir kesik sayesinde kesme düzlemindeki artık gerilmelerin serbest bırakılmasına dayanır. Artık gerilmeleri kesme ile oluşan şekil değiştirmelere bağlayan Komplians Fonksiyonlarının hesaplanması için Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılmıştır. Artık gerilme tahmin modelinden elde edilen sonuçlar Tabaka Kaldırma ve Komplians yöntemlerinden elde edilen deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Deneysel yöntemlerde artık gerilme ölçümündeki hatalar tartışılmış ve olası hata nedenlerinin etkisi araştırılmıştır. Son olarak Tabaka Kaldırma ve Komplians Yöntemleri tahribat, hassasiyet ve kolay uygulanabilirlik açısmdan karşılaştırlmıştır.
Özet (Çeviri)
The main objective of this study is to investigate macroscopic residual stresses in layered composites. Particular attention is paid to implement a reliable experimental technique for the measurement of through-the-thickness residual stresses in composite plates. The material examined is APC-2, which is an advanced structural composite produced by ICI Fiberite and contains AS-4 carbon fibers embedded in semicrystalline thermoplastic PEEK matrix. Solidification of crystallizable polymers has been discussed for a thorough understanding of the mechanisms of residual stress formation in these materials. A computer model has been developed to determine the effect of process cooling history on the generation of macroscopic in-plane residual stresses in semicrystalline thermoplastic composites. The residual stresses in a cross-ply [0ıo /9ıo] s laminate have been measured using two experimental techniques, i.e., by conventional Layer Removal Method, and by a novel technique called Compliance Method, which makes use of a thin cut of progressively increasing depth to release stresses along the plane of cut. Finite Element Method is used to calculate the Compliance Functions, which relate the residual stresses to the deformation produced by cutting. The results obtained by the prediction model are compared to the experimental results obtained by Layer Removal and Compliance Methods. The errors that arouse in the measurement of the residual stress have been discussed, and the effects of possible error sources are investigated. Finally, the layer removal and compliance methods are compared in terms of destructivity, accuracy, and practicality.
Benzer Tezler
- Kazıkların eksenel ve yatay yük taşıma kapasiteleri
The bearing capacity of piles under axial and lateral loading
NİLAY DURLANIK
- Saatlik ve aylık rüzgar verisiyle rüzgar enerjisi modellemesi
Modeling wind energy using hourly and monthly wind data
FERDİ TÜRKSOY
Doktora
Türkçe
1997
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER ASLAN
- Talaş kaldırma işleminin sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla analizi
Başlık çevirisi yok
VAHİT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUZAFFER ERTEN
- Boru enkesitli çekme çubuklarında delik çevresi takviyelerinin deneysel incelenmesi
Başlık çevirisi yok
HALET ALMILA ARDA