Investigation of damage in GFRP tapered composite laminates
Daralan kesitli kompozit tabakalarda hasar ıncelenmesi
- Tez No: 937919
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ALİ SAHİR ARIKAN, PROF. DR. KEMAL LEVEND PARNAS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Bu çalışmada, daralan kesitli kompozit laminatlardaki çekme yükü altında oluşan hasarlar incelenmiştir. Katmanlar arası hasarı modellemesi için yapışkan arayüz metodu ve Katmanlar içi hasar modellemesinde Hashin hasar başlangıç kriterine sahip sürekli hasarı mekaniği temelli 3-B bir model kullanılıp sonlu elemanlar Abaqus/Explicit analiz programına uygulanmıştır. Sonlu eleman modelleme sonuçları deneysel bir çalışmanın sonuçları, delaminasyon başlangıcına karşılık gelen yüklere ek olarak, delaminasyon konumları ve yayılma özellikleri açısından karşılaştırılmıştır. Bu amaçla, delaminasyon hesaplamalarında kullanılan yapışkan arayüz yöntemi ile elde edilen sonuçlar yüksek hızlı kamera ile çekilen görüntülerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, tabaka sonlanma biçiminin sadece mukavemeti etkilemekle sınırlı kalmadığını, dinamik (kararsız) veya statik (kararlı) olacak şekilde delaminasyon büyümesini de belirlediğini göstermektedir. Delaminasyon başlangıç konumu, ilerleme biçimleri ve delaminasyon büyümesinin stabilitesi açısından deneysel ve sonlu elemanlar analiz sonuçları arasında iyi bir uyum gözlemlenmiştir. Reçine zengin bölge etrafındaki lokal delaminasyon davranışını daha detaylı araştırmak için tek, çift ve üç tabaka sonlanma içeren bir laminat için 0° ve 45° yönelimli tek yönlü tabaka kombinasyonları da incelenmiştir. Her bir kombinasyon için farklı delaminasyon davranışı gözlenmiş, bu da her bir alt tabakanın oryantasyon etkisinin yük transfer mekanizmasına etkisinin önemini göstermektedir. Ayrıca sonuçlar, 0° tabakalı yapılarda hem 2-B hem de 3-B modeller için çeşitli arayüzlerdeki delaminasyonların ilerlemesini gösterilmiştir. Ancak, tabakalı yapılarda 0° de dahil olmak üzere bazı farklılıklar vardır. Ayrıca 3-B model, 2-B modelde saptanamayan delaminasyon ilerleme modellerinde kat oryantasyonunun önemini ortaya çıkartmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, damage in tapered composite laminates under tensile loading is investigated. The cohesive zone method is used to simulate the delamination failure. For simulation of intralaminar damages, a 3-D continuum damage mechanics-based model with Hashin criteria is employed. Finite element analyses are implemented in Abaqus/Explicit. In addition to loads corresponding to delamination onset, both delamination locations and propagation characteristics are also utilized for making comparisons between computational results and experimental observations. Dynamic characteristic of delamination is employed to validate numerical analyses, further. The delamination predictions are compared to images taken by a high-speed camera. Results show that the ply drop-off type influences laminates strength and governs the delamination growth to be either stable or unstable. A good correlation between experimental and FE results is observed in terms of delamination onset location, propagation patterns, and stability of delamination growth. For some specimen types, a modified cohesive strength pair is required to enhance these correlations. To further investigate the local delamination behavior around the resin pocket, combinations of unidirectional plies with 0° and 45° orientations for a laminate with a single, double, and three drop-offs are considered as well. In addition to delamination patterns, the load transfer mechanism in the drop-off region, is also studied. A different delamination behavior for each case shows the significance of the effect of orientation of each sublaminate on the load transfer mechanism. Also, results show that the progression of delaminations within various interfaces to be similar for both 2-D and 3-D models in laminates with 0° plies. However, there are some differences in laminates, including 0°. Also, the 3-D model clarifies the significance of ply orientation in delamination propagation patterns, which is not detectable in the 2-D model.
Benzer Tezler
- Grafen takviyeli hibrit nanokompozit levhaların düşük hızlı darbe dirençlerinin incelenmesi
Investigation of low-velocity impact resistance of graphene reinforced hybrid nanocomposite plates
UMUT ÖZGÜR ÖZALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER GÜNÖZ
- Experimental and numerical investigation of diagonally reinforced coupling beams in terms of behavior, performance, and strengthening techniques
Diyagonal donatılı betonarme bağ kirişlerinin davranış, performans ve güçlendirme teknikleri bakımından deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
NAMIK ESER
Doktora
İngilizce
2024
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN ENGİN BAL
- Experimental and numerical investigation of damage induced by transverse impact in composite beams and plates
Kompozit kiriş ve plakalarda düzlem dışı darbeye bağlı oluşan hasarın deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
MİRAÇ ONUR BOZKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
PROF. DR. KEMAL LEVEND PARNAS
- Kriyojenik ortam şartlarında filaman sarım CTP boruların düşük hızlı darbe sonrası hasar davranışının incelenmesi
Investigation of damage behaviour of filament wound GFRP tubes after low velocity impact in cryogenic environmental conditions
MUSTAFA ARAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT UYANER
YRD. DOÇ. DR. MEMDUH KARA
- Camelyaf takviyeli polimer kompozit malzemenin delinmesi esnasında oluşan yüzey hasarının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of damage factor on drilling of glass fiber reinforced polymer composite materials
ERGÜN EKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Teknik EğitimKarabük ÜniversitesiTeknik Eğitim Bölümü
YRD. DOÇ. DR. BİRHAN IŞIK