Numerical modeling of failure in composite L-beam and T-joint structures
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: PAKİZE TEMİZ
Danışman: DEMİRKAN ÇÖKER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Havacılık, rüzgar, otomotiv ve denizcilik endüstrilerinde takviye elemanı olarak kullanılan kavisli kompozit lamine yapılar, yüksek radyal ve teğet gerilmelere maruz kalmaktadır. Bu tez kapsamında, ticari sonlu eleman (FE) kodu ABAQUS/Standard 2020 kullanılarak kompozit L-kiriş ve T-bağlantı yapılarında tabaka içi ve tabakalar arası hasarı simüle etmek için farklı modelleme stratejileri araştırılmıştır. İlk bölümde, [030] ve [03/903/03/903/03] katmanlı L-kirişler örtük sonlu eleman analizi kullanılarak değerlendirilir. 3B ve 3B-dilim FE modelleri oluşturulur ve LaRC05 kriterleri ile bağlantılı olarak XFEM ve QUADS başlatma kriterleri ve Benzeggagh-Kenan (BK) yayılma kriteri ile bağlantılı olarak CZM ayrı ayrı kullanılır. Örtük FE sonuçları, [030] laminatlar için literatürdeki hem analiz sonuçları hem de deneysel sonuçlar ile yük-yer değiştirme davranışı, gerilim alanları ve hasar konumu açısından doğrulandı. [03/903/03/903/03] laminatları için sonuçlar literatürdeki deneysel sonuçlarla karşılaştırıldı. Çapraz katlı L-kiriş numuneleri için, literatürdeki deneylere kıyasla kırılma yükü fazla hesaplanmıştır. Ek FE analizleri, arayüzde gözlenen kusurlar ve kat uyuşmazlığı açısı göz önünde bulundurularak azaltılmış dayanımlarla gerçekleştirilir, bu da deneylerle karşılaştırılabilir arıza yükü ile sonuçlanır. Yazarların en iyi bilgisine göre bu, L kiriş yapılarının analizinde LaRC05 hasar kriterlerini uygulayan ilk çalışmadır. İkinci bölümde, eksenel yük altında T bağlantılarını modellemek için CZM'li 2B örtülü FE modeli kullanılır ve 3B etkileri ele almak için yük-yer değiştirme eğrileri, gerilim alanları ve hasar konumları açısından 3B örtülü FE sonuçlarıyla karşılaştırılır. 3B model, ayrılmanın dolgu/stringer arayüzünün orta genişliğinde başladığını ve serbest kenarlara doğru uzandığını ortaya çıkardı. Ayrıca, CZM'li 2B örtülü FE modelleri, eğik ve yanal yükler altında T bağlantılarını modellemek için kullanılır ve eksenel yükleme ile karşılaştırılır. 45° yükleme altındaki T-bağlantısı, yükün dikey ve yatay bileşenlerinin zıt mekanizmaları nedeniyle diğerlerinden daha yüksek yük taşıma ile sonuçlanmıştır. Bu tezin sonuçları, L-kiriş ve T-bağlantı yapılarının hasar mekanizmalarının anlaşılmasına katkıda bulunur.