PROF. DR. KEMAL LEVEND PARNAS

Failure analysis of advanced composites under impact by cohesive zone method Düşük hızlı darbe altındaki ileri kompozitlerin yapışkan alan yöntemi ile yetmezlik analizi

Bu çalışmada, düşük hızlı darbeye maruz kalan tabakalı kompozit yapıların tabaka ayrılması (delaminasyon) hasarı incelenmiştir. Delaminasyon alanı, şekli ve konumunu elde edebilmek amacı ile üç-boyutlu sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Darbe analizi, hareket denklemlerini merkezi fark yöntemi ile zamana göre integral alma ilkesini kullanan açık sonlu eleman yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Kompozit yapılar sekiz düğümlü katı elemanlar kullanılarak modellenmiştir. Tabakalar arasındaki kritik arayüzler Yapışkan Alan Yöntemi (YAY) ile modellenmiştir. Hasarın başlangıcını ve ilerleyişini tek bir model içinde göz önüne alan bu tümleşik yaklaşım bu çalışmada kullanılmıştır. Doğrusal elastik ve doğrusal yumuşama davranışı bu arayüz elemanlarına uygulanmıştır. Hasar başlangıcı için gerilme tabanlı yetmezlik (failure) ölçütü, hasar ilerleyişi için ise hasar mekaniği yaklaşımı kullanılmıştır. Yapılan analizler doğrulama çalışmaları ve parametrik çalışmalar olmak üzere iki ana kısma ayrılmıştır. Sekiz düğümlü katı eleman, tabaka ayrılması hasarı göz önüne alınmadan doğrulanmıştır. Sonlu eleman modeli ise tabaka ayrılması hasarı göz önüne alınarak literatürdeki deneysel çalışmalar ile doğrulanmıştır. Doğrulanan model eğri yüzeyli kompozit yapılara uygulanmış ve kavisin tabaka ayrılması hasarına olan etkisi parametrik çalışmalar ile belirlenmiştir. Ayrıca eleman boyutunun tabaka ayrılması hasarına olan etkisi de tartışılmıştır.