Progressive interlaminar failure analysis in composite missile structures
Kompozit füze yapılarında katmanlar arası ilerlemiş hasar analizi
- Tez No: 442018
- Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Kompozit yapılarda katmanlar arası ayrılma (delaminasyon) katmanların ayrılmasına ve bütün yapının ilerlemiş hasarına neden olduğu için oldukça tehlikelidir. Delaminasyon başlangıcı ve ilerlemesi kompozit yapıların tasarımına yardımcı olması için doğru bir şekilde tahmin edilebilmelidir. Bu tezin amacı“twill”(bir çeşit örgü kumaş) malzemeden üretilmiş olan kompozit bir füze kanadının katmanlar arası ilerlemiş hasar davranışını test ve sonlu elemanlar analizleriyle incelemektir. Bu amaçla füze kanadının analiz ve testleri yapılmadan önce, ilgili örgü malzemedeki delaminasyon daha basit bir yapıda incelenmiş ve modellenmiştir. Bu çalışmada basit yapı olarak delikli plaka seçilmiştir. Delaminasyonu başlatmak ve ilerleme davranışını farklı yük seviyelerinde incelemek için teflon film yeri bilinen bir bölgeye yerleştirilmiştir. Sonlu elemanlar analiziyle delaminasyon başlama ve ilerlemesi tahmin edildikten sonra, füzede kullanılan aynı örgü kumaşından delikli plakalar üretilmiştir. Filmsiz (OHT) ve filmli (DOHT) delikli plakalar çekme yüklemesine maruz bırakılmıştır ve karşılaştırmalar test sonuçlarıyla yapılmıştır. Yük-yerdeğiştirme ve yük-gerinim ölçer eğrileri OHT ve DOHT numuneleri için test ve analizlerle doğrulanmıştır. Böylece kompozitlerdeki 3 boyutlu katı elemanlı sonlu elemanlar delaminasyon analiz metodu doğrulanmıştır. Ayrıca C-Scan tarama yöntemiyle sonlu elemanlar analizleri sonuçları delaminasyon alanı artışı için filmli delikli plakalarda 17 % oranında tutmaktadır. Ardından kompozit kanatlar için delikli plakalar ile benzer eğme yüklemesiyle test ve analizler gerçekleştirilmiştir. C-Scan tarama yöntemiyle sonlu elemanlar analizleri sonuçları delaminasyon alanı artışı için filmli kanatlarda 7.3% oranında tutmaktadır. Böylece kompozit bir füze kanadı gibi gerçek yapılar için yapılan kohezif bölge modeli içeren ön analizler, delaminasyon ilerlemesini oldukça doğru tahmin edebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Interlaminar damage in composite structures is very crucial because it may cause splitting of the layers and lead to progressive failure of the whole structure. Delamination initiation and progression must be predicted accurately to aid the design of composites structures. Objective of the thesis is to investigate the interlaminar progressive failure behavior of the composite wing of a missile manufactured by twill composite by finite element analysis and tests. For this purpose, before the analyses and tests of the missile wing are performed, a simpler structure is modelled and tested to investigate the delamination behavior in the twill composite. In this study, simpler structure is selected as the open-hole plate. To initiate delamination, a thin film is inserted in a known location the composite plate in order to provoke delamination and examine the delamination progression behavior at different load levels. After the prediction of delamination initiation and propagation behavior by finite element analysis, open hole tensile test specimens are manufactured by the same twill composite which is used in the missile. Intact (OHT) and delaminated (DOHT) open hole tensile specimens are tested in tensile loading and comparisons are made with the experimental results. The load - displacement curve and load-strain curves obtained for the OHT specimens and DOHT specimens by the finite element analysis and the tests showed relatively good agreement. It is also shown that the increment of delamination areas measured for the DOHT specimens by the C-Scan differed from the finite element solution by %17. For the composite missile wings, similar analysis and test method is followed as the open-hole specimens but in bending load condition. It is shown that the increment of delamination areas measured for DWs by the C-Scan differed from the finite element solution by %7.3. The preliminary analysis performed on a real structure such as a composite missile wing showed that with the cohesive zone modeling, the progression of delamination can be predicted fairly accurately.
Benzer Tezler
- Experimental and numerical progressive failure analysis in open-hole tensile tests of quasi-isotropic composite laminates
Yarı-izotropik açık delıkli kompozit laminatların çekme testlerinde hasar ilerlemenin deneysel ve sayısal analizi
SINA AHMADVASHAGHBASH
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAHİT CAN AYDINER
PROF. DR. NURİ BÜLENT ERSOY
- Damage characterization in composite laminates with holes
Delikli kompozit levhalarda hasar karakterizasyonu
OZAN ERARTSIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL LEVEND PARNAS
- Experimental and numerical progressive failure analysis ofcorrugated core type composite sandwich structure
Korüge tipi kompozit sandviç yapının deneysel ve numerik ilerlemeli hasar analizi
EMRE ÇALIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ BÜLENT ERSOY
- Experimental study on static and dynamic behavior of woven carbon fabric laminates using in-house piezoelectric sensors, acoustic emission, digital image correlation and scanning electron microscopy
Dokuma karbon kumaş laminatların statik ve dinamik davranışlarının deneysel olarak şahsi üretim piezoelektrik sensör, akustik emisyon, dijital görüntü korelasyonu ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmesi
HAFIZ QASIM ALI
- Failure investigation of composite materials using multi-instrument experimental techniques and numerical method
Çok aletli deney teknikleri ve nümerik yöntemi kullanılarak kompozit malzemelerin kırılmalarının araştırılması
RAJA MUHAMMAD AWAIS KHAN
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MEHMET YILDIZ