Kompozit plakların klasik kabuk ve sürekli kabuk sonlu eleman modelleri ile hasar analizi
Failure analysis in composite plates using classical and continuum shell finite element models
Yazar: HAVA GÜÇ
Danışman: PROF. DR. ÖMER SOYKASAP
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Çalışmanın amacı kompozit plaklarda oluşan hasar başlangıcını incelemektir. Çalışmada Maksimum Gerilme Hasar Kriteri, Azzi Tsai-Hill Hasar Teorisi, Tsai-Hill Hasar Teorisi, Tsai-Wu Hasar Teorisi kullanılmıştır. 1m boyuna ve enine sahip, malzemesi Hexcel G986/RTM6 olan kompozitin kalınlığını ve tabaka sayısını değiştirerek, kompozite uygulanan yük miktarı değiştirilerek ve kompozitin ortasına delik açılarak, klasik kabuk model ve sürekli kabuk model kullanarak, kompozit açıları değiştirilerek analizler yapılmıştır.Abaqus programında ilk analiz klasik kabuk model ile yapılmıştır. Analizde 4 tabakalı oryantasyon açıları [0/90/90/0] olan dört tarafından ankastre plakaya 1000 N/m2 'lik sabit basınç yükü uygulanmış, 4 ayrı hasar kriteri için elde edilen değerlerden uygulanan yükün hasar oluşturmadığı görülmüştür. Yük miktarı arttırılarak hasar başlangıcının oluştuğu yük miktarı bulunmuştur. Daha sonra analiz oryantasyon açıları [0/45/45/0] olan kompozit için tekrarlanmıştır. Hasar başlangıcının en alt tabakada oluştuğu ve oryantasyon açısına göre değiştiği görülmüştür.İkinci analizde aynı parça tek tabakalı kompozit olarak tasarlanmış üzerine 1000 N/m2 'lik sabit basınç yükü uygulanmıştır. Kompozitin kalınlığı 0,33 mm arttırılarak klasik kabuk model ve sürekli kabuk model ile analiz yapılmış, Analiz sonuçları kıyaslanmıştır. Her iki modelleme için çıkan sonuçlar birbirine yakındır. Üçüncü analiz tek tabakalı kalınlığı 0,33 mm arttırılan kompozitin ortasına 20 cm çapında delik açılmış ve kompozitin üzerine 1000 N/m2 'lik sabit basınç yükü uygulanarak klasik kabuk model ve sürekli kabuk model ile yapılmıştır. Delik çevresinde ve mesnetlerde hasar oluşmuştur. Delik çapı arttırıldığında yükün etkidiği alan küçüldüğü için parça daha geç hasara uğramıştır. Delik kenarlara yaklaştıkça parça daha çabuk hasara uğramıştır.2012, xiv + 61 sayfaAnahtar Kelimeler: Hasar analizi, kompozit

Abstract:
The purpose of study is to examine the start of failure in composite plates . During study, Maximum Stress Failure criterion, Azzi Tsai-Hill Failure theory, Tsai- Hill Failure theory and Tsai-Wu Failure Theory have been employed. The analyses have been performed by changing thickness and angle of composite number of layer of the composite made of Hexcel G986/RTM6 with dimensions L 1 m x W 1 m and amount of load applied to composite with a hole in the center by using the classical shell model and continuum shell model.First analysis has been accomplished with the classical shell model using Abaqus program. A 1000 N/m² - static pressure load has been applied to the plate with 4 layers in orientation angles of [0/90/90/0] and it has been observed from the values obtained for 4 failure criteria that the load applied did not lead to any failure. Increasing the amount of load gradually, the amount of load where failure started to take place has been determined. Later on, the analysis has been repeated for the composite with orientation angel of [0/45/45/0]. It has been seen that the start of failure had developed at the bottom layer and varied according to the angle of orientation.During second analysis, the part has been designed to be a single-layer composite and a 1000 N/m² - static pressure load has been applied to this. Increasing the thickness of composite by 0,33mm, the analysis has been executed with the classical shell model and continuum shell model. The outcomes of the analysis have been compared. The results obtained from both modeling are similar to each other.Third analysis was performed by boring a 20 cm ? hole in the center of the composite whose mono-layer thickness was increased and applying a 1000 N/m² - static pressure load onto composite using classical shell model and continuum shell model. Failure occurred in the vicinity of hole and built-in boundary. Hole diameter was increased and the plate has undergone for the increased load failure. Failure occurred more quickly in plate with a hole closer to the edge.2012, xiv + 61 pagesKey Words: Failure analysis, composite