Behavior of laminated composite structures subjected to low velocity impact
Düşük hızlı darbelere maruz tabakalı kompozit yapıların davranışı
- Tez No: 119679
- Danışmanlar: DOÇ. DR. RAMAZAN KARAKUZU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
m ÖZET Bu tezin amacı, düşük hızlı darbeye maruz fiber takviyeli tabakalı kompozitlerin dinamik davranışım değerlendirmektir. Cam fiber/epoksi kompozitinin zamana bağlı analizi üzerine deneysel ve nümerik araştırma yapılmıştır. Nümerik olarak hesaplanan temas kuvveti-zaman değerleri, deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Düşük hızlı darbeye maruz tabakalı kompozitlerde darbe hızının, darbe kütlesinin, kompozit plağın boyutlarının ve kalınlığının önemi belirlenmiştir. Düşey konumlandırılmış bir ağırlık düşürme test makinası, düşük hızlı darbe testleri yapmak üzere Mekanik Laboratuvarında geliştirilmiştir. Ağırlık düşürme cihazının yan küresel uçlu kafa kısmına yerleştirilmiş bir piezoelektrik kuvvet ölçer darbe esnasındaki kuvvet-zaman diagramını verir. Darbe testleri 1 m/sn, 2 m/sn ve 3 m/sn' lik artan darbe hızlarında ve 135 g ve 2600 g'lık darbe kütlelerinde yapılmıştır. Karşılıklı iki tarafı ankastre ve diğer iki tarafı serbest olan 150 mm'ye 150 mm, 150 mm'ye 100 mm ve 150 mm'ye 50 mm'lik plak boyutları ile deneyler yapılmıştır ve darbe yükü her bir plağın merkezine uygulanmıştır. Farklı yığılım dizilerine sahip tabakalı kompozit malzemelerde tek yönlü ve örgü fiber formu seçilmiştir. Zamana bağlı dinamik sonlu eleman analizi yapabilen 3DIMPACT programını kullanarak tabakalı kompozitlerin nümerik değerlendirmesi de yapılmıştır. Kompozit plak ve vurucu kafa arasındaki temas kuvveti, plağın merkezindeki maksimum düşey yerdeğiştirme, darbe esnasındaki gerilmeler ve birim şekil değişimleri zamanın fonksiyonu olarak elde edilmiş ve nümerik hesaplamalarla kompozit tabakaların ayrışma büyüklükleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, kompozit malzemenin dinamik davranışı üzerine deneysel testler ve nümerik simülasyon ile sonuçlar elde edilmiş ve düşük hızlı darbeye maruz kompozit plakların optimum dizayn problemine bir yaklaşım sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT The purpose of this thesis is the evaluation of the dynamic behavior of fiber- reinforced laminated composites under low velocity impact. An experimental and numerical investigation has been carried out to study the transient response of E- glass/epoxy composite. The numerically computed contact force history is compared with the same experimental results. The importance of the impact velocity, the impactor mass, the dimensions and the thickness of the composite plate are determined for laminated composites subjected to low velocity impact. A vertical drop- weight testing machine is developed in the Mechanical Laboratory for the low velocity impact test. Affixed to the drop-weight device, a piezoelectric force transducer, localized in the hemispherical impactor nose, yields the complete force versus time history of the impact event. Impact tests are performed at increasing impact velocities 1 m/sec, 2 m/sec and 3 m/sec, and impactor masses of 135 g and 2600 g. The studies have been carried out with plate dimensions of 150 mm by 150 mm, 150 mm by 100 mm and 150 mm by 50 mm with two opposite sides clamped and the other two free and the impact load is applied at the center of each plate. Unidirectional and woven fiber form is selected for laminated composite materials with different stacking sequence. A numerical evaluation of these specimens is also carried out by using 3DIMPACT transient dynamic finite element analysis code. The contact force between the impactor and the composite plate, maximum transverse deflection at the center of the plate, stresses and strains during impact are plotted, as functions of time and the predicted delamination sizes of composites are determined numerically. Finally, results are obtained by numerical simulation and experimental testing of the dynamic behavior of composite material and an approach to the problem of optimum design of composite plates subjected to low velocity impact is presented.
Benzer Tezler
- Darbe yükü etkisindeki sandviç plağın dinamik davranışının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Investigation of dynamic response of the sandwich plate subjected to the impact load experimantally and numerically
NAMIK KEMAL ALPAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİT S. TÜRKMEN
- Failure analysis of advanced composites under impact by cohesive zone method
Düşük hızlı darbe altındaki ileri kompozitlerin yapışkan alan yöntemi ile yetmezlik analizi
OĞUZ DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL LEVEND PARNAS
- Darbe hasarına maruz kalan sandviç kompozitlerin statik mukavemetinin incelenmesi
Investigation of static strength of sandwich composites subjected to impact damage
ABDULLAH İKİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Experimental and numerical studies on low velocity impact behavior of Glare panels
Glare panellerde düşük hızlı darbe direnci davranışının deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
OĞUZHAN MAZI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Cam fiber/sentetik köpük/polimer kompozitlerin darbe ve burkulma davranışlarının belirlenmesi
Determination of impact and buckling behaviors of glass fiber/synthetic foam/polymer composites
ESMA GAVGALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA YAMAN