Investigation of delamination suppression in highly tapered composite laminates
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Havacılık Ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: FIRAT ERGİN
Danışman: Altan Kayran
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
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.