Analysis of mode III interlaminar fracture toughness of composite materials
Tabakalı laminatların mod III kırılma analizi
- Tez No: 82906
- Danışmanlar: DOÇ. DR. VAHAN KALENDEROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kompozit malzemeler, Kırılma tokluğu, Laminatlar, Sonlu elemanlar analizi, Composite materials, Fracture toughness, Laminates, Finite element analysis
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET TABAKALI LAMINATLARIN MOD III KIRILMA ANALİZİ İleri malzemelere duyulan ihtiyaç, yüksek tokluk ile beraber yüksek esneklik sağlayan kompozit malzemelerin araştırılmasını teşvik etmektedir. Fiber-destekli kompozit malzemelerin önemli bir hasar tipi de kırılma mekaniği ile üç mod halinde incelenebilen delaminasyondur veya tabakalar arası kırılmadır. Mod I ve mod II kırılma tokluğu testleri kesinleşmesine rağmen, mod m kırılma tokluğunun karakterize edilmesi daha fazla araştırılmalıdır. Kenardaki çatlak burulma (ECT) numunesi en fazla ümit vaad eden konfîgrasyon olarak gözükmektedir. Bu tezde, tabaka düzeni [90/(±45)3/(+45)3/90]s olan kenardaki çatlak burulma (ECT) numunesinin üç boyutlu sonlu eleman modeli geliştirilmiştir. Sanal çatlak kapanma metodu ile her bir germim enerjisi açığa çıkma hızı, G, komponenti çatlak boyunca hesaplanmıştır ve germim enerjisi açığa çıkma hızının mod m komponentinin, Gm, yüzde olarak oram bulunmuştur. Birkaç sonlu eleman modeli kurularak numune boyutlarının; germim enerjisi açığa çıkma hızının mod m komponentinin, Gm, yüzde olarak oranına etkisi incelenerek, kenardaki çatlak burulma (ECT) numunesinin optimizasyonuna katkıda bulunma hedeflenmiştir. Sonuçlara bakıldığında gerinim enerjisi açığa çıkma hızının mod m komponentinin, Gm, yüzde olarak oram artan uzunluk ve azalan en ile yüzde 98'lere ^varmaktadır. Buna karşılık gelen uzunluk 133.4 mm ve genişlik 19.1 mm'dir. Önerilen boyutlar, tabakalı laminatlann mod m kırılma testinin kenardaki çatlak (ECT) numunesi kullanılarak yapılabilmesi için deney düzeneğinin yeniden tasarlanmasına imkan verecektir.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT The demand for advanced materials stimulates the research on composite materials, which provide high stiffness accompanied with high toughness. One major failure type of fiber-reinforced composite materials is delamination or interlaminar fracture, which can be analyzed in three modes employing fracture mechanics. Although testing of mode I and mode II fracture toughnesses are well established, the characterization of mode III fracture toughness is still to be refined. The edge crack torsion (ECT) specimen seems to be the most promising configuration. In this thesis a three dimensional finite element model of the edge crack torsion (ECT) specimen having a stacking sequence of [90/(±45)3/(+45)3/90]8 is developed. Using virtual crack closure technique, distribution of the individual components of strain energy release rate along the crack front is obtained and the percentage of mode IE component of strain energy release rate, Gm, is determined. Several finite element models are constructed to investigate the effect of specimen dimensions on the percentage of mode HI component of strain energy release rate, Gm, intending to contribute to the optimization of the edge crack torsion (ECT) specimen. The results of finite element analysis revealed that the percentage of mode HI component of strain energy release rate, Gm, extends up to 98 per cent with increasing length and decreasing width. The corresponding length is 133.4 mm and the width is 19.1mm. The proposed dimensions will provide necessary data to redesign the fixture for the interlaminar fracture toughness in mode III using edge crack torsion (ECT) specimen.
Benzer Tezler
- Finite element analysis of interlaminar fracture toughness of composite materials
Kompozit malzemelerde tabakalar arası kırılma tokluğunun sonlu elemanlar analizi
GÖKHAN LOKMAN
- Fracture analysis of interleaved composites with resin-rich layers using mechanical testing, acoustic emission, and micro-visualization
Reçine zengin tabakalara sahip aralı kompozitlerin kırılma analizi: mekanik testler, akustik emisyon ve mikro-görselleştirme kullanılarak
SASAN KARIMI
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiSabancı Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
DOÇ. DR. HATİCE SİNEM ŞAŞ ÇAYCI
- Polyamid nanofiber katkılı fonksiyonel derecelendirilmiş kevlar-karbon/epoksi nanokompozitlerin mekanik özelliklerinin ve hasar davranışlarının incelenmesi
Investigation of the mechanical properties and damage behavior of functionally graded kevlar-carbon/epoxy nanocomposites with polyamide nanofiber reinforcement
ALPER GÜNÖZ
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEMDUH KARA
- Investigation of failure mechanisms in single-material and interply hybrid composite laminates
Tek-malzemeli ve katmanlar-arası hibrit kompozit laminatların hasar mekanizmalarının incelenmesi
CANSU KARATAŞ DEMİRCAN
Doktora
İngilizce
2025
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- 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