Investigation of delamination suppression in highly tapered composite laminates
Yüksek konik kompozit yapılarda katman ayrılması engellenmesinin incelenmesi
- Tez No: 842983
- Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- 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: 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
- 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
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- 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
2021
Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP TURGUT
- 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
2024
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ KOÇAR
- Experimental investigation of dynamic delamination in curved composite laminates
Dirsek yapılı laminalarda görülen dinamik delaminasyonun deneysel yöntemlerle incelenmesi
İMREN UYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- 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
2019
Metalurji MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TURAN DEMİRCİ