Akademik Veri Yönetim Sistemi
ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition 2023, Louisiana, Amerika Birleşik Devletleri, 29 Ekim - 02 Kasım 2023
Kat düşme bölgelerindeki artan gerilimler, katman ayrılmasına neden olur ve çok sayıda katın kısa mesafede sonlandırıldığı kompozit parçaların mukavemetini azaltır. Bu çalışmada, yüksek oranda konikleştirilmiş lamine kompozitlerde katman ayrılmasını geciktirmek için değişken bir konik açılı tasarım önerilmiş ve araştırılmıştır. Önerilen tasarım, konik bölgelerde daha yumuşak bir geçişe izin verir ve katman ayrılmasından sorumlu olan gerilim konsantrasyonlarını azaltır. Delaminasyon başlangıç yüklerinin ve konumlarının konik açılara bağımlılığını araştırmak için ABAQUS'ta 2 boyutlu sonlu elemanlar modelleri ile farklı parametrik çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Ara yüzeydeki hasarı ve ilerleyişini tahmin etmek için kohesiv elemanlar kullanılır. Tek aşamada katman azaltma konfigürasyonuna sahip parametrik bir çalışma, ince kesitteki katman ayrılmasının yüksek derecede konik laminatlarda ana hasar modu olduğunu gösterdi. Değişken konik açılı tasarımlarla gerçekleştirilen çalışma, önerilen tasarımla sabit konik açılı tasarıma kıyasla ince kesitteki katman ayrılması başlangıç yükünde %55'ten fazla iyileştirme sağlanabileceğini göstermiştir.
Increased interlaminar stresses in ply drop-off regions cause delamination and reduce the strength of the composite parts where a high number of plies are terminated in a short distance. A variable taper angle design is proposed and investigated in this study to postpone delamination in highly tapered laminated composites. The proposed design allows a smoother transition in tapered regions and reduces stress concentrations which are responsible for delamination. Different parametric studies are performed with 2D finite element models in ABAQUS to investigate the dependency of the onset loads of delamination and locations on taper angles. Cohesive elements are utilized for predicting damage in the interface and delamination growth. A parametric study with a single drop-off configuration showed that thin-section delamination is the main failure mode in highly tapered laminates. The study performed with variable taper angle designs showed that more than 55% improvement in the delamination initiation load in the thin-section compared to the constant taper angle design can be achieved with the proposed design.