Kompozit Malzemeler için İlerlemeli Hasar Analizinde Çözümü Etkileyen Faktörler

Abstract

Fiber takviyeli kompozit malzemelerin hasarları anizotropik yapıları gereği geleneksel malzemelere göre daha karmaşık ve ayrıntılıdır. Matris ve fiberin ayrı ayrı çekme, basma ve kayma hasarlarının belirlenmesine olanak sağlayan Hashin hasar kriteri, ilerlemeli hasar analizi için kullanılır. İlerlemeli hasaranalizinde; her bir elemandaki yükleme sonrası elde edilen gerilme değerleri, ilgili malzeme dayanım değerlerine göre hasar formülünde kullanılarak hasar kontrolü yapılır. Eğer elemanda hasar elde edilirse o elemana ait mekanik özellikler sıfıra yakın değerler ile çarpılarak, malzeme özellikleri indirgenir. Devamında indirgenmiş elemanlar içeren model tekrar yüklenerek hasarın ilerlemesi sağlanır. Hasar analizinde uygulanacak yüklemenin veya yer değiştirmenin belirli bir oranda artırılması gereklidir. Sonlu eleman modelindeki eleman sayısının da ayrıca optimizasyonu yapılmalıdır. Her iki durum da hasar ilerlemesini etkileyebilen faktörlerdir. Bu çalışmada çekme yükü etkisinde, ortasında dairesel delik bulunan fiber takviyeli kompozit levhalarda hasar ilerlemesini etkileyen faktörler incelenmiştir. Hashin hasar kriteri kullanılarak yapılan çalışmada levha kenarına üniform yer değiştirme uygulanarak levhada oluşan reaksiyon kuvvetleri hesaplanmıştır. Kompozit levhanın sonlu eleman sıklığı ve ilerleme adımına karşılık levhada oluşan reaksiyon kuvvetleri yer değiştirme değerleri ile birlikte grafikler halinde sunulmuştur. Uzama artışı miktarının artırılması levhada meydana gelen maksimum reaksiyon kuvvetini artırmıştır. Delik çevresinde eleman boyutunun artırılması da reaksiyon kuvvetini artırmıştır. Ancak bu artışuzama adımı sayısının artışı kadar etkili değildir.