The effects of stackıng load and lenght of clapboard ın mono effıcıdent composıte-alumınum connectıons are bonded together by stackıng on damage load
Yapiştiriciyla bi̇rleşti̇ri̇lmi̇ş tek tesi̇rli̇ kompozi̇t-ali̇mümyum bağlantilarda i̇sti̇fleme açisi ve bi̇ndi̇rme uzunluğunun hasar yüküne etki̇si̇
Yazar: BETÜL YAZICI
Danışman: PROF. DR. ADNAN ÖZEL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik ve Mukavemet Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sunulan çalışmada, alüminyum ve farklı istifleme açılarına sahip kompozit malzemelerin yapısal yapıştırıcıyla birleştirilerek elde edilen tek tesirli bağlantı geometrisinin tek eksenli çeki yükü altında mekanik özellikleri araştırıldı. Yapıştırılan malzeme olarak AA2024-T3 alüminyum ve 16 tabakalı karbon epoksi, kompozit, yapıştırıcı olarak ise çift bileşenli yapısal yapıştırıcı DP460 kullanıldı. Deneysel çalışmada, AA2024-T3 alüminyum, [0]16, [0/90]8, [45/-45]8 ve  [0/45/-45/90]4 istifleme açısına sahip kompozit malzemeler kullanılarak, Kompozit-kompozit (Tip I); alt ve üst yapıştırıcı aynı kalınlıkta ve dört farklı istifleme açısına sahip, Kompozit-alüminyum (Tip II); alt ve üst yapıştırıcı aynı kalınlıkta ve dört farklı istifleme açısına sahip, Kompozit-alüminyum (Tip III); aynı kalınlıkta alt yapıştırıcı olan kompozit ile üç farklı kalınlıkta ki üst yapıştırıcı olan alüminyum, Alüminyum-alüminyum (Tip IV); aynı kalınlıkta alt yapıştırıcı ile üç farklı kalınlıkta ki üst yapıştırıcı, Kompozit-kompozit (Tip V); [0]16 istifleme açılı ve üç farklı bindirme uzunluğuna sahip, Alüminyum-alüminyum (Tip VI); üç farklı bindirme uzunluğuna sahip altı farklı bağlantı tipi üretildi  ve tek eksenli çeki yükü uygulandı. Deneylerden elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, yapıştırılan malzemenin kalınlığı, bindirme uzuluğu ve takviye açısında ki değişikliklerin yapıştırıcıda ki gerilme dağılımları ile hasar yükünü etkilemiştir. Sayısal analizde alüminyum yapışkan tabaka lineer olmayan davranış sergilerken, kompozit yapışkan tabaka elastik malzemeler gibi lineer davranış sergilemiştir. Ayrıca alüminyum kullanılarak elde edilen bağlantı tipinin hasar yüküne göre, kompozit malzeme kullanılarak elde edilen bağlantı tipinin hasar yükünde önemli derecede artış olmuştur. Diğer taraftan kompozitin istifleme açıları bağlantının hasar yükünü önemli derecede etkilemiştir.

Abstract:
In the presented study, mechanical properties of the single lap joint geometry, which was made out of aluminum or composite materials with different stacking angles and bonded by a structural adhesive, under uniaxial tensile loading were investigated. Aluminum alloy AA2024-T3 or carbon epoxy composite with 16 laminates was used as adherend, while DP460, a two-part structural adhesive, was applied as adhesive. In the experimental study, five different joint types, i.e., aluminum alloy AA2024-T3, composite materials with stacking angles of [0]16, [0/90]8, [45/-45]8 and [0/45/-45/90]4, were produced anuniaxial tensile loading was applied. In experimental studies, four different types of single-lap joints were produced and used namely; composite-composite (Type-I) with lower and upper adherends of the same thicknesses and four different stacking angles, composite-aluminum (Type-II) with lower and upper adherends of the same thicknesses and four different stacking angles, composite-aluminum (Type-III) with lower adherend (composite) of the same thickness but upper adherend of three different thicknesses, aluminum-aluminum (Type-IV) with lower adherend of the same thickness but upper adherend of three different thicknesses, composite-composite (Type-V) with [0]16  stacking angles and three different overlap lenght, aluminum-aluminum (Type-VI) with three different overlap length. The results obtained from the experimental and numerical analyses showed that composite adherends with different fiber orientation angles, different adherend thicknesses and overlap length affected the failure load at the joint and stress distributions in the adhesive. In the numerical analysis, the composite adherends were assumed to behave as linearly elastic materials while the adhesive layer and aluminum adherend were assumed to be nonlinear. In addition that it is seen, failure load of the joint made out of composite material is significantly higher than the joint produced from aluminum. Meanwhile, stacking angles of the composite significantly affect the failure load of the joint.