Pim bağlantılı tabakalı kompozit levhalarda ilerlemeli hasar analizi

Abstract

Sunulan çalışmada, pim bağlantılı kompozit levhaların hasar davranışları deneysel ve sayısal yöntemler kullanılarak araştırılmıştır. Kompozit malzeme olarak tek yönde karbon fiber kullanılarak takviye edilmiş epoksi matriks reçineli [0oSıcak presleme tekniği kullanılarak üretilen kompozit levhalarda epoksi reçine olarak %80 oranında CY 225 epoksi reçine ve %20 oranında Hy 225 sertleştirici kullanılmıştır. Presleme işlemi sonunda dört tabakadan oluşan 1,235 mm kalınlığında kompozit levhalar elde edilmiştir. Kompozit levhaların mekanik özellikleri ASTM standartlarına göre belirlenmiştir. Geometrik parametrelerin değişimi; pim deliği merkezinin levhanın serbest kenarına uzaklığının pim deliği çapına oranı E/D ve levha genişliğinin pim deliği çapına oranı W/D değerlerine göre incelenmiştir. Pim deliği çapı 6 mm olmak üzere, E/D oranı 1'den 5'e kadar arttırılırken, W/D oranı 2'den 5'e kadar arttırılmıştır. Sayısal çalışma, ANSYS 11.0 programında üç aşamadan oluşan bir alt program yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Ansys parametrik dizayn dili (APDL)kullanılarak hazırlanan programda öncelikle katı modelleme, sonlu elemanlara bölmeleme ve sınır şartlarının teşkili, ikinci bölümde gerilme analizi ve son bölümde ise hasar analizi yapılmıştır. Hasar analizinde, hasar yüklerini belirlemek için Hashin hasar kriteri kullanılırken hasar tipleri ve son hasar yükü malzeme indirgeme kuralları kullanılarak belirlenmiştir. Çalışma sonucunda hasar tiplerinin ve yüklerinin değişiminde E/D oranının etkili olduğu gözlemlenmiştir. E/D oranın 1 olduğu tüm numuneler için hasar tipi olarak kesme hasarı görülürken 2, 3, 4 ve 5 olduğu numunelerde ezilme hasarı görülmüştür. Sayısal ve deneysel sonuçlar arasında %1 ile %14 oranında değişen yakınsaklıkta sonuçlar elde edilmiştir