Düzlem dışı yüklere maruz kompozit plakaların kırılma davranışı

Bu çalışmada, dört nokta eğme deneyleri yardımıyla, düzlem dışı yüke maruz kompozit plakaların kırılma davranışı araştırılmıştır. Öncelikle, dört nokta eğme deneyleri Klasik Katman Teorisi (KKT) yardımıyla simüle edilmiştir. Bu amaçla, tek yönlü [?6]s olduğu kadar çok yönlü simetrik ve dengeli [?3/-?3]s kompozit plakalar dikkate alınmış ve Tsai-Wu, azami gerilme, azami gerinme, Hashin, Tsai-Hill, Hoffman, quadricsurfaces, modifiedquadricsurfaces ve Norris kırılma kriterlerinin izin verilebilir en yüksek moment resultant öngörüleri, elyaf açısı ?'nın fonksiyonu olarak elde edilmiştir. İkinci olarak, aynı deneyler Sonlu Elemanlar Metodu (SEM) yazılımı ANSYS v13.0 MechanicalAPDL'de (ANSYS Parametric Design Language) Solid185, katmanlı 3-B yapısal katı elemanlarla tekrar edilmiştir. SEM analizleri esnasında hazır olarak gelmeyen kırılma kriterleri (Tsai-Hill, Hoffman, quadricsurfaces, modifiedquadricsurfaces, Norris) ANSYS'e eklenmiş ve izin verilebilir en yüksek moment resultant öngörüleri, elyaf açısı ?'nın fonksiyonu olarak elde edilmiştir. Hesaplama maliyeti ile sonuçların kesinliği arasındaki dengeyi bulmak için yakınsaklık analizi yapılmıştır. Bir başka analiz de, yükleri statik kırılma modlarının katman ayrışması kırılma moduna baskın geleceği şekilde yerleştirmek için yapılmıştır. Bu amaçla, bir kullanıcı tanımlı kırılma kriteri (USERFC) ANSYS'e eklenmiş ve bir kırılma kriterinin değişik yükleme konumlarıyla ilgili öngörüleri Tsai-Wu ve azami gerilme kriterlerinin öngörüleriyle karşılaştırılmıştır. Simülasyon ve deneyler muhtemel kırılma modunun katman ayrışması değil statik kırılma modunun olduğu en uygun yükleme koşullarında gerçekleştirilmiştir. Son olarak, deney düzeneği SEM analizinin öngördüğü en iyi yükleme pozisyonlarına göre üretilerek deneyler yapılmıştır. 0°'den 90°'ye kadar her 15°'lik elyaf açısı için hem tek yönlü hem de simetrik dengeli plakalar için birden fazla test yapılmış ve model öngörüleri ile deney sonuçları arasındaki farklar tartışılmıştır.