Pim bağlantılı tabakalı kompozit malzemelerde hasar analizi
Failure analysis of pinned joint laminated composite materials
Yazar: GURBET ORÇEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA GÜR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, iki paralel pim bağlantılı cam fiber takviyeli dokuma epoksi kompozit levhalarda, farklı çevre şartlarının, hasar tipleri, maksimum hasar yükleri ve mekanik özellikleri üzerindeki etkilerini incelemektir. Bu amaçla çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada kuru haldeki levhalar çekme testine tabi tutulmuştur. İkinci aşamada 3 ay ve üçüncü aşamada ise 6 ay süre ile deniz suyunda bekletilen levhalar çekme testine tabi tutularak kuru haldeki levha sonuçları ile karşılaştırılmıştır.Değişik geometrik parametrelerdeki kompozit levhalar, hem deneysel hem de sayısal olarak incelenmiştir. Bu parametreler; levha üst kısmından delik merkezine olan mesafenin delik çapına oranı (E/D), iki delik merkezi arasındaki mesafenin delik çapına oranı (K/D), delik merkezinden levhanın uzun kenarı arasındaki mesafenin delik çapına oranı (M/D) ve levhanın genişliğinin delik çapına oranı (W/D) olarak belirlenmiştir. Çalışmada, E/D oranı; 2, 3, 4, 5, K/D oranı; 2, 3, 4, M/D oranı; 1, 2, 3, 4 ve W/D oranı; 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 olarak belirlenmiştir.Sayısal çalışma, ANSYS 11.0 programında ilerlemeli hasar analizi metodu kullanılarak yapılmıştır. İlerlemeli hasar analizinde hasar kriteri olarak Tsai-Wu kriteri kullanılmış, hasar tipleri ve hasar yükleri elde edilmiştir.Deniz suyu etkisindeki cam fiber takviyeli dokuma epoksi kompozit levhalarda, kuru haldeki kompozit levhalara nazaran, hasar yük değerlerinin ve mekanik özelliklerinin düştüğü, dolayısıyla mukavemetinin azaldığı yönünde bir etkinin olduğu ortaya çıkmıştır. Deneysel ve sayısal çalışmada elde edilen sonuçların birbirleri ile uyumlu olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Pimli Bağlantı, Prepreg, Hasar Analizi, Deniz Suyu, Sonlu Elemanlar Metodu, Çevresel Şartlar, Mekanik Analiz, Tabakalı Kompozitler.

Abstract:
The aim of study was to investigate the effects of different environmental conditions on the failure mode, maximum failure load and mechanical properties of two parallel pinned joint of glass fiber reinforced woven epoxy composite plates. Therefore, the study carried out in three stages. In the first stage, dry composite plates were exposed to tensile test. In the second stage, composite plates kept in sea water for 3 months and third stage composite plates kept in sea water for 6 months were exposed to tensile test. The obtained test results were compared with the dry composite plates.For the different geometrical parameters of composite plates were investigated both experimentally and numerically. The edge distance-to-upper hole diameter (E/D), the two hole-to-hole centre diameter (K/D), the distance from the upper or the lower edge of the specimen to the centre of the hole-to-hole diameter (M/D), and the width of the specimen-to-hole diameter (W/D) ratios were selected as parameters. This study, E/D, K/D, M/D, W/D were determined from 2 to 5, 2 to 4, 1 to 4, and 4 to 12, respectively.The numerical study was performed by using prograssive failure analysis method with ANSYS 11.0 finite element program. Tsai-Wu failure criterion was used in the prograssive failure analysis method and were obtained failure modes, failure loads.The effect of sea water decreased of failure load values, and mechanical properties values of two parallel pinned joint of glass fiber reinforced woven epoxy composite plates. Therefore, it was resulted that the sea water reduced the strenght of composite plate. Experimental and numerical results of the study were found to be compatible with each other.Key Words: Pinned Joint, Prepreg, Failure Analysis, Sea Water, Finite Element Method, Environmental Conditions, Mechanical Analysis, Laminated Composite.