Failure analysis of advanced composites under impact by cohesive zone method
Düşük hızlı darbe altındaki ileri kompozitlerin yapışkan alan yöntemi ile yetmezlik analizi
- Tez No: 341065
- Danışmanlar: PROF. DR. KEMAL LEVEND PARNAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Bu çalışmada, düşük hızlı darbeye maruz kalan tabakalı kompozit yapıların tabaka ayrılması (delaminasyon) hasarı incelenmiştir. Delaminasyon alanı, şekli ve konumunu elde edebilmek amacı ile üç-boyutlu sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Darbe analizi, hareket denklemlerini merkezi fark yöntemi ile zamana göre integral alma ilkesini kullanan açık sonlu eleman yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Kompozit yapılar sekiz düğümlü katı elemanlar kullanılarak modellenmiştir. Tabakalar arasındaki kritik arayüzler Yapışkan Alan Yöntemi (YAY) ile modellenmiştir. Hasarın başlangıcını ve ilerleyişini tek bir model içinde göz önüne alan bu tümleşik yaklaşım bu çalışmada kullanılmıştır. Doğrusal elastik ve doğrusal yumuşama davranışı bu arayüz elemanlarına uygulanmıştır. Hasar başlangıcı için gerilme tabanlı yetmezlik (failure) ölçütü, hasar ilerleyişi için ise hasar mekaniği yaklaşımı kullanılmıştır. Yapılan analizler doğrulama çalışmaları ve parametrik çalışmalar olmak üzere iki ana kısma ayrılmıştır. Sekiz düğümlü katı eleman, tabaka ayrılması hasarı göz önüne alınmadan doğrulanmıştır. Sonlu eleman modeli ise tabaka ayrılması hasarı göz önüne alınarak literatürdeki deneysel çalışmalar ile doğrulanmıştır. Doğrulanan model eğri yüzeyli kompozit yapılara uygulanmış ve kavisin tabaka ayrılması hasarına olan etkisi parametrik çalışmalar ile belirlenmiştir. Ayrıca eleman boyutunun tabaka ayrılması hasarına olan etkisi de tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
The main objective of this study is to investigate the delamination damage of laminated composites subjected to low velocity impact. Three-dimensional finite element analyses are conducted to determine delamination area, shape and location. The impact analysis is performed by using the explicit finite element method which uses the central difference rule to integrate the equations of motion through the time. The composite structures are modeled using eight-node solid elements. The critical interfaces between layers is represented by special interface elements based on Cohesive Zone Method (CZM). A combined approach considering damage initiation and damage growth phases in a single model is utilized in this method. The linear elastic and linear softening behavior is applied for these interface elements. A stress based failure criterion and damage mechanics approach are used to simulate initiation and propagation of delamination, respectively. The analyses are divided into two main sections involving the validation of computational model and parametric studies. The eight-node brick element is verified without delamination damage. Then, the model with delamination damage is validated by experimental results from literature. The verified model is adapted for the curved laminates and a parametric study is conducted in order to determine the effect of curvature on the delamination damage. Additionally, the effect of element size on delamination damage is discussed.
Benzer Tezler
- Multifaceted characterization and optimization of aerospace grade thermoplastic composites joints: Advances in surface treatments, mechanical performance, and environmental resilience
Havacilik ve uzay sinifi termoplastik kompozit bağlantilarin çok yönlü karakterizasyonu ve optimizasyonu: Yüzey işlemleri, mekanik performans ve çevresel koşullarda dayaniklilik alanindaki gelişmeler
CEREN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiSabancı ÜniversitesiÜretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
- Innovative approaches for mechanical characterization and failure analysis in complex and functional composite structures: A fusion of SHM, NDT, and FEA techniques
Kompleks ve fonksı̇yonel kompozı̇t yapılarda mekanı̇k karakterı̇zasyon ve hasar analı̇zı̇ ı̇çı̇n yenı̇lı̇kçı̇ yaklaşımlar: SHM, NDT ve FEA teknı̇klerı̇nı̇n bı̇rleşı̇mı̇
ABDULRAHMAN SAEED ABDULQADER AL-NADHARI
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
- Bir insansız hava aracına ait kompozit kanadın tasarımı ve yapısal optimizasyonu
Design and structural optimisation of an UAV composite wing
MUHAMMED ATIF YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ
- Pasternak zemini üzerinde ani ve hareketli yüke maruz dikdörtgen kalın kompozit bir plakanın dinamik analizi
Dynamic analaysis of a rectangular thick composite plate resting on a pasternak foundation subjected to sudden and moving load
REHA GÜRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Polifenilen sulfid (PPS) matrisli kompozitlerin tabakalar arası kayma dayanımlarının iyileştirimesi
Improvement of interlaminar shear strength of polyphenylene sulphide (PPS) matrix composites
MUSTAFA ÖZGÜR BORA
Doktora
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL CÜRGÜL