Geri Dön

Investigation of delamination suppression in highly tapered composite laminates

Yüksek konik kompozit yapılarda katman ayrılması engellenmesinin incelenmesi

  1. Tez No: 842983
  2. Yazar: FIRAT ERGİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN KAYRAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 140

Özet

Katman sonlandırma konumlarının varlığı, konik kompozit laminatları katman ayrılması hasarına duyarlı hale getirir ve böylece genel yapısal performansı azaltır. Bu çalışmanın temel amacı, katman ayrılmasının başlangıcını bastırmak amacıyla yüksek derecede konik laminatlar için yeni bir tasarım alternatifi önermektir. Katman azaltma bölgelerindeki hasar mekanizmalarını tanımlamak için katman azaltma numuneleri üzerinde deneysel incelemeler gerçekleştirildi. Farklı hasar modları ve bunların katman azaltılmış numunelerdeki dinamik ilerlemesi, deneysel prosedürler aracılığıyla etkili bir şekilde yakalandı. Sonlu eleman modellerinin geliştirilmesi için gerekli mekanik özellikleri elde etmek amacıyla bir cam elyaf takviyeli polimer (GFRP) malzeme ve epoksi reçine sistemi için malzeme karakterizasyon testleri yapıldı. Sonlu elemanlar modellerinde katman ayrılmasını tahmin etmek için kohesiv bölge modelleme (CZM) tekniği kullanıldı. Kalınlık boyunca sıkıştırmanın kayma özelliklerini arttırma etkileri ve reçine cebi etrafındaki modelleme detayları da sayısal olarak incelendi. Tek aşamalı katman azaltma bölgesi için sonlu eleman modelleri, deneysel çalışmalarda gözlemlenen katman ayrılması başlangıç yüklerini ve konumlarını etkili bir şekilde tahmin edebildi. Tek kademeli katman düşürme bölgesi üzerinde yapılan parametrik konik açısı çalışması, konik açısındaki artışın konik laminatın ince bölümünün başlangıcında meydana gelen katman ayrılması başlangıç yükünü önemli ölçüde azalttığını ortaya çıkardı. Bu bulguya dayanarak, çalışma değişken konik açılı tasarım konseptini tanıtmaktadır. Bu tasarım, konik bölgede kademeli bir geçiş sağlayarak yüksek derecede konik laminatlarda ince kesit katman ayrılmasını geciktirmeyi amaçlamaktadır. Önerilen tasarım konseptinin sonlu elemanlar sonuçları, konik geometrinin doğru seçilmesiyle katman ayrılması başlangıç yükünde yaklaşık %80'lik önemli bir iyileşmenin elde edilebileceğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

The presence of ply termination locations makes tapered composite laminates susceptible to delamination, thereby reducing the overall structural performance. The primary objective of this study is to propose a novel design alternative for highly tapered laminates with the aim of suppressing delamination onset. In situ experiments on dropped ply specimens are conducted to identify the failure mechanisms within ply drop-off regions. Different delamination modes and their dynamic progression in dropped ply specimens are effectively captured through experimental procedures. Material characterization tests for a Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) and epoxy resin system are conducted to obtain the mechanical properties essential for the development of finite element models. Cohesive zone modeling technique is employed in FE models to predict delamination. Effects of through-thickness compression enhancement of shear properties and modeling details around the resin pocket are also investigated numerically. The finite element models for single-stage ply drop-off region effectively replicated the delamination onset loads and locations observed in the experimental studies. A parametric taper angle study on a single-stage ply drop-off region revealed that an increase in the taper angle significantly decreases the delamination onset load at the beginning of the thin section of the tapered laminate. Building on this finding, the study introduces the variable taper angle design concept. This design aims to delay the thin section delamination in highly tapered laminates by providing a gradual transition in the taper region. The finite element results of the proposed design concept demonstrated that a substantial improvement of nearly 80% on delamination onset load can be achieved through the proper selection of the taper geometry.

Benzer Tezler

  1. Grafen oksit nano parçacık takviyesi yapılmış karbon elyaf-epoksi katmanlı kompozitlerin basma yükleri altındaki katman ayrılması davranışının incelenmesi

    Investigation of delamination behaviour of graphene oxide nanoparticle reinforced carbon fibre-epoxy layered composites under compressive loads

    TAHİR SOYUGÜZEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU

  2. Karbon elyaf takviyeli kompozitlerin istifli delinmesinde delaminasyonun araştırılması

    Investigation of delamination in stack drilling of carbon fiber reinforced composites

    ELİF ÖZGE ÜNALP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAKUP TURGUT

  3. Cam elyaf takviyeli plastik malzemelerin çift yönlü delik delme işleminde delaminasyon faktörünün incelenmesi

    Investigation of delamination factor in bi-directional drilling of glass fibre reinforced plastic materials

    ERHAN KARATAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OĞUZ KOÇAR

  4. Experimental investigation of dynamic delamination in curved composite laminates

    Dirsek yapılı laminalarda görülen dinamik delaminasyonun deneysel yöntemlerle incelenmesi

    İMREN UYAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER

  5. Nanografen/silika katkılı cam/epoksi hibrit kompozitlerin mekanik davranışlarının incelenmesi

    Investigation of mechanical behavours of nanographene/silica filled hybride composites

    OSMAN AYDOĞUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TURAN DEMİRCİ