Tekrarlı yükler altında dairesel delikli tabakalı kompozit levhalarda ilerlemeli hasar analizi

Bu çalışmada, tekrarlı yükler altında cam fiber takviyeli dairesel delikli ve pim bağlantılı kompozit malzemelerin sayısal ortamda bir sonlu elemanlar modeli oluşturarak ilerlemeli hasar analizi yapılmıştır. Ayrıca deneysel olarak deliksiz düz, dairesel delikli ve pim bağlantılı levhalar yorulma testine tabi tutulmuştur. Deliksiz numuneler için S-N eğrisi oluşturulmuştur. Deneysel yorulma testlerinden çevrim sayısına bağlı olarak elde edilen kalıntı mukavemet ve kalıntı rijitlik eğrileri ilerlemeli hasar analizinde kullanılmıştır. Sayısal çalışmada APDL (ANSYS Parametric Design Language) kodları kullanılarak tekrarlı yükler altında ilerlemeli hasar analizi yapabilen bir program oluşturulmuştur. Bu programda Hashin ve Puck hasar kriterleri kullanılmıştır. Yorulma ilerlemeli hasar analizinde bir akış diyagramından faydalanılmıştır. Malzeme özellikleri, akış diyagramı temel alınarak, malzemede hasar oluşmuşsa ani olarak, hasar oluşmamışsa uygun rijitlik ve mukavemet azaltım formülleri kullanılarak kademeli olarak azaltılmıştır. Cam fiber takviyeli polimer kompozit levhalar 8 tabakalı ve toplam 2.5 mm kalınlığındadır. Levha ölçüleri 250x25 mm olup dairesel delikli ve pim bağlantılı numunelerin delik çapları 6 mm olarak belirlenmiştir. Elde edilen ortalama statik çekme yükünün %80'inden başlamak üzere farklı yükleme oran aralığı kullanılarak numunelere dinamik testler yapılmıştır.%30 yükleme oranı sadece deliksiz numunelerde kullanılmış olup bu yükleme oranında çevrim sonsuza (106≥) gitmiştir. Son aşamada sayısal ve deneysel çalışmalardan elde edilen hasar resimleri karşılaştırılıp, yükleme oranlarına bağlı hasar çevrim sayısı grafikleri elde edilmiştir. Delikli ve pim bağlantılı sonlu eleman modeli için ayrıca parametrik çalışma yapılmıştır. Parametrik çalışmada kalınlık ve delik çapları değiştirilmiştir. Sonuç olarak tekrarlı yükler altında çalışan, farklı fiziksel problemlere uygulanabilen, farklı hasar teorilerine uygun, ilerlemeli hasar analiz program kodları yazılmış ve deneylerle doğrulaması yapılmıştır.