Dairesel açık delikli NCF kompozit plakaların çekme davranışı

Abstract

Kıvrımsız elyaf (KE) kompozitler iyi mekanik özellikleri ve düşük üretim maliyetlerinden dolayı popüler bir malzeme sistemidir. Açık delikler ise kompozit yapılarda gerilme yığılmalarına sebep olan geometrik süreksizliklerdir. Bu nedenlerden dolayı açık deliklerin kompozit yapılara etkilerinin iyi bilinmesi gereklidir. Bu çalışmada dairesel açık delikli kıvrımsız cam elyaf takviyeli epoksi kompozit plakalar Q1 [+ 45° / 0° /- 45° / 90°]c , Q2 [+ 90° / 45° /- 45° / 0°]c , Q3[+0°/90°/+45°/-45]c oryantasyonlarında üretilmiş ve ASTM D-5766 standardı doğrultusunda çekme testine tabi tutulmuştur. Oluşan hasar mekanizmalarını yorumlamak için ANSYS 14.5 sonlu elemanlar programı kullanılarak plakaların 3D modeli oluşturulmuştur. Konish ve Whitney’ in analitik modeli kullanılarak gerilme yığılması faktörü ve normalize gerilmeler hesaplanmıştır. Sonlu elemanlar modeliyle analitik hesap karşılaştırılarak sonlu elemanlar modeli doğrulanmıştır. Test sonuçları ve sonlu elemanlar yöntemi sonuçları karşılaştırılarak sunulmuştur.

Non crimp fabric (NCF) composites are popular material systems with their good mechanical properties and low production costs. Open holes are the geometrical nonlinearities for composite structures which are the reason of stress concentration. According to these issues effects of open holes in composite systems need to be well known. In this study, non crimp fabric glass/epoxy composite laminates with circular open holes were manufactured with Q1 [+ 45° / 0° /- 45° / 90°]c , Q2 [+ 90° / 45° /- 45° / 0°]c , Q3[+0°/90°/+45°/-45]c lay ups and tested under tensile load according to ASTM D5766. In order to evaluate damage mechanisms, 3D models of composite plates created with ANSYS 14.5 finite element programme. With Konish and Whitney‘s analytical model stress concentration factor and normalised stresses were found. Analytical solution and finite element results were compared and finite element model verified. Test results and finite element solutions were compared and presented.