Modeling of mixed-mode delamination in composite t-joints
Kompozit t-birleşmelerinde karışık modlu delaminasyon modellemesi
- Tez No: 355352
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güçlendirilmiş Kompozit Panel, T-kesit, Delaminasyon/Ayrılma, Yapışkan Bölge Metodu, Composite Stiffened Panel, T-joint (T-section), Delamination/Debond, Cohesive Zone Method (CZM)
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Güçlendirilmiş panel, kabuk ve güçlendiricilerden oluşan, havacılık ve uzay yapıları için başlıca tasarım seçeneğidir. Kompozit malzemelerden üretildiklerinde, ağırlığa karşı yüksek güç/katılık oranı ile yüksek performans ve düşük yakıt tüketimi sağlarlar. Tipik bir güçlendirilmiş panel konfigürasyonu olarak T-kesitler, kabuk, güçlendirici ve bunların arasında bir dolgu malzemesinin birbirine yapıştırılmasıyla veya birlikte pişirilmesiyle oluşur. T-kesitler, kabuk/güçlendirici tabaka ara yüzeylerinde delaminasyona ve kabuk/güçlendirici/dolgu yapışma yüzeylerinde ayrılmaya maruz kalabilirler. Bu çalışmada, birbirine yapıştırılmış kompozit bir T-kesitin delaminasyon/ayrılma davranışı 2B sonlu elemanlar analiz metodu ile araştırılmıştır. Ticari bir sonlu elemenlar analiz pogramı Abaqus'te, bilineer yapışkan bölge metodu kullanan 0 kalınlıklı yapışkan elemanlar, yapıdaki tüm tabakalar arasında ve yapışma yüzeylerinde kullanılarak, deleminasyon/ayrılma davranışı simüle edilmiştir. T-kesit sayısal sonuçları göstermektedir ki, delaminasyon/ayrılma başlangıç ve ilerleme senaryoları, hava yapılarındaki değişik yük koşularını simüle etmek için kullanılan 0°, 45° ve 90° çekme yük koşullarında farklıdır. Literatürde gözlenen çeşitli T-kesit yıkım başlangıç mekanizmaları, 0° çekme yükü altında, değiştirilmesini içeren parametrik bir çalışma ile yakalanmıştır. Yıkım başlangıç ve ilerleme davranışları, yük-deplasman eğrileri, ilk ve azami hasar yükleri ve gerilme dağılımları malzeme ve geometri özelliklerinin değişimlerinden etkilenmiştir. Yıkım başlangıcı ve ilerlemesinde, genel olarak karışık modlu bir davranış gözlenmiştir. Ek olarak, Çift Ankastre Kiriş (ÇAK), Son Çentik Bükme (SÇB) ve Karma Modlu Bükme (KMB) delaminasyon test sayısal çalışmalarında, Abaqus yapışkan bölge metodu analitik çözümlerle ve sayısal ve deneysel literatür verileriyle doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Stiffened panel, consisting of skin and stiffeners, is the main design option for aerospace structures. When manufactured with laminated composite materials, they provide high strength/stiffness to weight ratio, resulting in high performance and less fuel consumption. T-joint is one of the typical configurations for composite stiffened panels which consist of a skin panel and stiffeners co-bonded or co-cured together with a filler material between them. T-joints are prone to delaminations between skin/stiffener plies and debonds between skin-stiffener-filler interfaces. In this study, delamination/debond behavior of a co-bonded composite T-joint is investigated with 2D finite element method. A commercial FEA software, Abaqus with zero-thickness cohesive elements with bilinear cohesive law is used to simulate delamination/debond at all ply interfaces and bonding lines in the structure. Numerical results for the T-joints show that, delamination/debond initiation and propagation scenarios are different for 0°, 45° and 90° pull loads which simulate different loading conditions in aerospace structures. Different failure initiation mechanisms of the T-joints observed in the literature are captured in a parametric study for 0° pull load with geometry and material property changes. Failure initiation and propagation behaviors, load displacement curves, initial and max failure loads and stress fields are affected by the property changes. Generally, mixed-mode behavior is observed in the failure initiation and propagation stages. Additionally, in the numerical studies of the DCB, ENF and MMB delamination tests, Abaqus CZM is validated with the analytical solutions and the numerical and experimental data from the literature.
Benzer Tezler
- Modeling of intersonic delamination in curved-thick composite laminates under quasi-static loading
Bükümlü ve kalın kompozit laminatlardaki intersonik delaminasyonun sanki-statik yük altında modellenmesi
BURAK GÖZLÜKLÜ
Doktora
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- Kompozit malzemelerde mod I ve mod II yükler altında hasar davranışının peridinamik teori kullanılarak incelenmesi
Investigation of damage behavior in composite materials under mode I and mode II loads using peridynamic theory
EDA GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLER
- Ductile fracture of metallic materials through micromechanics based cohesive zone elements
Mikromekanik temelli kohezif bölge elemanları yoluyla metalik malzemelerde sünek kırılma
İZZET TARIK TANDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Uçak MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNCAY YALÇINKAYA
- Modeling of concrete fracture
Betonda çatlak ve hasar modellenmesi
HASAN ORHUN KÖKSAL
Doktora
İngilizce
1998
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ KARAKOÇ
- Mixed coarse-graining of large proteins using elastic network model
Büyük proteinlerin elastik ağ yapı modeli ile karışık kaba-ölçeklenmesi
AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PEMRA DORUKER