Kompozit malzemelerde delaminasyon davranışının ağsız yöntemler ile analizi
Delamination of composite plates using the element-free galerkin method
Yazar: GOUDARZ GHANİZADEH HESAR
Danışman: DOÇ. DR. YELİZ PEKBEY
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kompozit levhalar = Composite plates

Özet:
Bu tezde; delaminasyon içeren bir kompozit malzemede, Mod-I ve Mod-II testleri için, delaminasyonun ilerlemesine neden olan kritik yük ve enerji salınım miktarı, deneysel olarak elde edilmiştir. Ayrıca; farklı oryantasyon açısına sahip farklı kompozit malzemeler için, kritik yük ve enerji salınım miktarı karşılaştırılmıştır. Mod-I testi için çift konsol kiriş (ÇKK) ve Mod-II testi için son-çentik eğme (SÇE) deneyleri kullanılmıştır. Deneysel yöntem ile elde edilen sonuçlar, nümerik yöntemlerden ağsız yöntem ve sonlu elemanlar yöntemi ile desteklenmiştir. Ağsız yöntemde; simetrik tabakalı kompozit malzemelerin delaminasyon analizleri Eleman Bağımsız Galerkin (EBG) yöntemi ile klasik kiriş teorisini kullanılarak yapılmıştır. Şekil fonksiyonları için, hareketli en küçük kareler (HEKK) yaklaşım yöntemi kullanılmıştır. Temel sınır koşulları denklemleri, Lagrange çarpanları yöntemini kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca; ağsız yöntemde; farklı düğüm nokta sayılarının; kritik yük ve enerji salınım miktarına olan etkilerinin incelenmesi için; Mod-I ve Mod-II testi için, farklı malzemeler ve farklı oryantasyon açılarında farklı düğüm nokta sayılarında (11x23; 11x21; 11x19) sonuçlar elde edilmiştir. Böylece; ağsız ve sonlu elemanlar yönteminden elde edilen sonuçlar, deneysel olarak elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlardan; sonlu elemanlar yönteminden elde edilen sonuçların; deneysel sonuçlara daha fazla yakınsadığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, critical load and energy release rate are obtained experimentally for Mode-I and Mode-II testing of a delaminated composite material. Also, critical load and energy release rate for various orientation angle and different composite materials, are compared. The double cantilever beam (DCB) specimen is used For Mode-I and the end-notch flexure (ENF) specimen is used For Mode-II. The results obtained from experimental method is supported by the Mesh free and finite element numerical methods. In mesh free method an element free Galerkin (EFG) method is presented for delamination analysis of symmetrically laminated composite materials using the classical beam theory. For The shape functions the moving least squares (MLS) approximation is used. The essential boundary conditions are introduced into the formulation through the use of the Lagrange multiplier method. Also, in mesh free method for various orientation angle and different composite materials, in Mode-I and Mode-II tests, results are obtained for the different number of nodes(11x23, 11x21, 11x19), to investigate the effects of different number of nodes in the critical load and energy release rate amount. Thus, the results obtained from mesh free and finite element methods are compared with experimentally results. From the results, more converge by experimentally method and the finite element method results is showed.