Pim ile birleştirilmiş tabakalı kompozit plakalarda eksenel yük altında gerilme ve yer değiştirme analizi
Stress and displacement analysis of pinned-joint in laminated composite plates under axial load
Yazar: SİNAN YÜCEDAĞ
Danışman: PROF. DR. BEDRİ TUÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Gerilme analizi = Stress analysis ; Karbon lifler = Carbon fibers ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Sonlu elemanlar = Finite elements

Özet:
Bu araştırmanın amacı, üzerinde farklı sayıda pim deliği (1 delik, 2 delik, 4 delik) bulunan, farklı geometrilere sahip karbon elyaf - epoksi malzemeden oluşan ortotropik kompozit plakalarda, sabit çeki yükü altında oluşan deformasyon ve delik etrafında oluşan gerilme ile uzama miktarlarını incelemektir. Kuvvet uygulanan plakalar, [02/45/02/-45/902]s dizilimine, 2,5 mm kalınlığa ve hacimce yaklaşık % 65 fiber yüzdesine sahiptirler. Bütün plakalara sabit 11 kN çeki yükü uygulanmıştır.Üç farklı şekil için parametreler belirlenmiştir. Bunlardan ilki, üzerinde tek pim deliği bulunan kompozit plakadır. Bu bölümde incelenen farklı geometri sayısı 12 olup, 2 farklı delik mesafe parametresinden (Plakanın uç kısmının deliğin çapına oranı E/D: 3,4,5; parçanın eninin deliğin çapına oranı W/D: 2,3,4,5) oluşur.İkinci şekil, üzerinde iki pim deliği bulunan kompozit plakadır. Bu bölümde incelenen farklı geometri sayısı 36 olup, 3 farklı delik mesafe parametresinden (Plakanın uç kısmının deliğin çapına oranı E/D: 3,4,5; plakanın üst kısmı ile deliğin merkezi arasındaki uzaklığın, deliğinçapına oranı K/D: 2,3,4; iki delik arasının, delik çapına oranı M/D: 2,3,4,5) oluşur.Üçüncü şekil, üzerinde dört pim deliği bulunan kompozit plakaya aittir. Bu bölümde incelenen farklı geometri sayısı 27 olup, 3 farklı delik mesafe parametresinden (Kenar mesafesinin delik/pim çapına oranı E/D:2,3,4; boylamasına delik mesafesinin delik/pim çapına oranı F/D:2,4,6; enlemesine delik mesafesinin delik/pim çapına oranı G/D:2,4,6) oluşur.ANSYS 10.0 sonlu elemanlar programı kullanılarak, ortotropik kompozit malzemeye uygulanan 3 farklı geometri serisi için elde edilen pim deliği etrafındaki maksimum gerilme değeri, pim deliği etrafındaki maksimum uzama değeri ve parça boyunda meydana gelen maksimum uzama değerleri, aynı şartlar altında izotropik alüminyum malzemeye uygulanmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: Karbon lifler, kompozit malzemeler, gerilme analizi, yer değiştirme analizi, sonlu elemanlar

Abstract:
The aim of this study is to investigate the linear stress anddisplacement analysis of orthotropic laminated composite plates, madeof carbon fiber- epoxy resin, with having various number of pin holes(with one hole, with two holes, with four holes) under constant tensileload. Composite plates which have the stacking sequence of[02/45/02/-45/902]s and approx. 65 % fiber volume fraction has 2,5 mmthickness. All plates were subjected to 11 kN tensile load.Three different figures with different numbers of pin holes weredetermined. First one was with one pin hole. The quantity of thedifferent geometries investigated for this figure were 12 which consistsof 2 different hole parameters (The ratio of ?edge distance? to ?hole /pin diameter? E/D:2,3,4 ; the ratio of ?width of the plate? to ?hole / pindiameter? W/D:2,3,4,5).The second figure was with two pin holes. The quantity of the differentgeometries investigated for this figure were 36 which consists of 3different hole distance parameters (The ratio of ?edge distance? to?hole / pin diameter? E/D:3,4,5 ; the ratio of ?the distance betweenupper part of plate? to ?hole / pin diameter? K/D:2,3,4 ; the ratio of ? thedistance between two holes ? to ? hole / pin diameter ? M/D:2,3,4,5).The last figure chosen was with four pin holes.The quantity of thedifferent geometries investigated for this figure were 27 which consistsof 3 different hole distance parameters (The ratio of ?edge distance? to?hole / pin diameter? E/D:2,3,4 ; the ratio of ?longitudinal hole distance?to ?hole / pin diameter? F/D:2,4,6 ; the ratio of ?transverse holedistance? to ?hole / pin diameter? G/D:2,4,6,).Maximum stress around pin hole, maximum displacement around pinhole and maximum displacement along length of the material werecalculated for orthotropic laminated composite plates for 3 differentgeometry series and the results were compared with aluminiumisotropic material which was applied the same conditions as compositeplates by using ANSYS 10.0 finite element analysis program.Key Words : Carbon fibers, composite materials, stressanalysis, displacement analysis, finite element