YAPIŞTIRICI İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ TEK YÖNLÜ TABAKALI KOMPOZİT TEK BİNDİRME BAĞLANTILARINDA HASAR OLUŞUMU VE GELİŞİMİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2005
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Mustafa Serdar GENÇ
Eş Danışman: Mustafa Kemal APALAK
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:III YAPIŞTIRICI İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ TEK YÖNLÜ TABAKALI KOMPOZİT TEK BİNDİRME BAĞLANTILARINDA HASAR OLUŞUMU VE GELİŞİMİ ÖZET Uzay ve havacılık endüstrisinde, kompozit bağlantıların kullanımı son yıllarda hızla artmaktadır. Hafif ve yüksek mukavemetli olmaları birçok araştırmacının bu alana yönelmesine neden olmuştur. Yapıştırıcıyla birleştirilmiş yapısal bağlantıları verimli tasarlamak ve yapıştırıcıyla birleştirmenin avantajlarını kullanmak için bağlantının hasar mekanizmasını doğru modellemek gerekir. Doğru ve gerçeğe yakın hasar modeli ile bağlantının taşıyabileceği en büyük yüklerin tahmin edilmesi daha verimli bir bağlantı tasarımını ortaya çıkarır. Bu çalışmada, yapıştırıcı ile birleştirilmiş tek yönlü tabakalı kompozit tek bindirme bağlantılarının çekme ve eğme yükleri altında bindirme bölgesi civarında ilk hasar oluşumu ve bu hasarın gelişimi incelenmiştir. Kompozit bindirme bağlantılarının hasar mekanizmasını belirlemek maksadı ile çekme ve eğme deneyleri yapılmıştır. Deneysel sonuçlar teorik analizler ile karşılaştırılmıştır. Hasar analizinde, sürekli ortamlar mekaniğine dayanan meso-scale yaklaşımı ile bir hasar modeli geliştirilmiştir ve bu model Ansys paket programı ile sonlu elemanlar metoduna tatbik edilmiştir. Bağlantının hem geometrisinden hem de bileşenlerinden doğan malzeme lineersizlikleri dikkate alınmamıştır. Yapıştırıcı ve kompozit plakalar lineer elastik özelliklere sahip kabul edilmiştir. Hasar analizlerinde kompozit malzemelerin kırılma kriterlerinden Tsai-Wu ve Hashin kırılma kriterleri kullanılmıştır. Bu iki hasar kriteri ile 0, 15, 30, 45, 60 ve 90° lik lif açılarına sahip kompozit tek bindirme bağlantılarının çekme, üç nokta eğme ve dört nokta eğme testleri sonucunda plakaların yapıştırıcı serbest ucuna tekabül eden kısımlarında gerilme yığılmalarından dolayı ilk hasarın başladığı tahmin edildi. Bu kriterler ile hasarların çekme testinde alt plakada, eğme testlerinde ise üst plakada daha geniş bir bölgeye yayıldığı görüldü. Deneysel aşamada, tek bindirme bağlantısının tek yönlü karbon liflerden ve epoksi reçineden oluşan yapışanları Araldite 2015 epoksi yapıştırıcı ile yapıştırıldı. 0, 15, 30,IV 45, 60 ve 90° lik tek yönlü kompozit tek bindirme bağlantılarının çekme, üç ve dört nokta eğme testleri yapıldı. Çekme, üç ve dört nokta eğme testlerinde, çekmede 30, 45, 60 ve 90° lik tek yönlü kompozit tek bindirme bağlantıları alt plakadan koparken 0 ve 15° lik bağlantılar yapıştırıcıdan koptu. Üç nokta eğme testi, 0 ve 15° lik bağlantıların yapıştırıcıdan ve 30, 45, 60 ve 90° lik bağlantıların da üst plakadan koptuğunu gösterdi. Dört nokta eğme testinde ise 45, 60 ve 90° lik bağlantılar üst plakadan koparken 0, 15 ve 30° lik bağlantılar yapıştırıcıdan kopmuştur. Hasar analizinde, bağlantıların ilk hasarı tüm testlerde plakaların yapıştırıcı serbest uçları boyunca başladı ve teorik tahminlere bağlı olarak ya yapıştırıcı içinden ya da plaka içinden gelişti. Bununla birlikte, hasar analizinde malzeme özelliğini düşürme modelinde kompozit plakaların mekanik özelliklerinin aniden düşürülmesi ve yapıştırıcı ile kompozit plakaların lineer elastik kabul edilmesi nedeniyle teorikte tahmin edilen kopma yükleri test sonuçlarmdaki kopma yüklerinden düşük çıkmıştır. Anahtar kelimeler: Hasar Analizi, Tabakalı Kompozit Tek Bindirme Bağlantıları, Hasar Gelişimi, Kırılma Kriteri.