Elyaf takviyeli kompozit malzemelerin imalatındaki çarpılmalar için süreç modellenmesi

Elyaf takviyeli kompozit malzemelerden üretilen parçalar pişme süreci sonrasında kalıptan ayrıldığında genellikle orijinal tasarlanmış şeklinden farklı bir şekil almaktadırlar. Elyaf takviyeli kompozit malzemelerin isotropic olmayan doğasından dolayı laminaların termal genleşme katsayısı, pişme çekmesi oranı ve katılıkları yöne bağlıdır. Kompozit malzemelerin yöne bağlı davranışları pişme sırasında sıcaklığın değişimi ile birlikte artık gerilmelere ve şekil bozukluklarına neden olan bazı mekanizmaları tetiklemektedirler. AS4/8552 prepreg malzeme sistemi kullanılarak çeşitli geometrilere (L-kesitli, U- kesitli ve düz dar laminat), çeşitli istifleme oryantasyonlarına, kalınlıklara ve serim durumlarına sahip kompozit parçalar üretilmiştir. Çarpılma geometrilerini elde etmek için bu parçalar üç boyutlu lazer koordinat tarayıcısı ile taranmıştır.Elyaf takviyeli kompozit malzemelerin pişme sonrasındaki şekil bozukluklarını öngörmek için iki ve üç boyutlu sonlu elemanlar modeli geliştirilmiştir. Tüm pişme prosesi reçinenin pişme sürecinde geçtiği viskoz, kauçuk, ve camsı durumlara karşılık gelen üç adıma bölünmüştür. Üç adımlı kullanıcı altprogramı ile pişme sırasında değişen malzeme özellikleri modele entegre edilmiştir. Artık gerilmelere ve şekil bozukluklarına neden olan çeşitli mekanizmalar tespit edilmiş ve bu mekanizmaların göreli katkıları değerlendirilmiştir. Parçaların nihai şekillerine ve imalat hatalarına ilişkin çeşitli gözlemler aktarılmıştır. Şekil bozukluklarına ilişkin model öngörüleri üç boyutlu lazer taramasıyla ölçülen değerlerle karşılaştırılmış, tatmin edici sonuçlara ulaşılmıştır.