Investigation of damage in GFRP tapered composite laminates

Bu çalışmada, daralan kesitli kompozit laminatlardaki çekme yükü altında oluşan hasarlar incelenmiştir. Katmanlar arası hasarı modellemesi için yapışkan arayüz metodu ve Katmanlar içi hasar modellemesinde Hashin hasar başlangıç kriterine sahip sürekli hasarı mekaniği temelli 3-B bir model kullanılıp sonlu elemanlar Abaqus/Explicit analiz programına uygulanmıştır. Sonlu eleman modelleme sonuçları deneysel bir çalışmanın sonuçları, delaminasyon başlangıcına karşılık gelen yüklere ek olarak, delaminasyon konumları ve yayılma özellikleri açısından karşılaştırılmıştır. Bu amaçla, delaminasyon hesaplamalarında kullanılan yapışkan arayüz yöntemi ile elde edilen sonuçlar yüksek hızlı kamera ile çekilen görüntülerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, tabaka sonlanma biçiminin sadece mukavemeti etkilemekle sınırlı kalmadığını, dinamik (kararsız) veya statik (kararlı) olacak şekilde delaminasyon büyümesini de belirlediğini göstermektedir. Delaminasyon başlangıç konumu, ilerleme biçimleri ve delaminasyon büyümesinin stabilitesi açısından deneysel ve sonlu elemanlar analiz sonuçları arasında iyi bir uyum gözlemlenmiştir. Reçine zengin bölge etrafındaki lokal delaminasyon davranışını daha detaylı araştırmak için tek, çift ve üç tabaka sonlanma içeren bir laminat için 0° ve 45° yönelimli tek yönlü tabaka kombinasyonları da incelenmiştir. Her bir kombinasyon için farklı delaminasyon davranışı gözlenmiş, bu da her bir alt tabakanın oryantasyon etkisinin yük transfer mekanizmasına etkisinin önemini göstermektedir. Ayrıca sonuçlar, 0° tabakalı yapılarda hem 2-B hem de 3-B modeller için çeşitli arayüzlerdeki delaminasyonların ilerlemesini gösterilmiştir. Ancak, tabakalı yapılarda 0° de dahil olmak üzere bazı farklılıklar vardır. Ayrıca 3-B model, 2-B modelde saptanamayan delaminasyon ilerleme modellerinde kat oryantasyonunun önemini ortaya çıkartmıştır.