Karbon elyaf takviyeli bir epoksi kompozitin çeşitli yüklemeler altındaki reçine etkili dayanımlarının öngörülmesi için geliştirilen mikromekanik ilerleyici hasar modeli

Bu çalışmada, tek yönlü bir karbon elyaf takviyeli epoksi kompozitin çeşitli yüklemeler altındaki mekanik davranışı ve hasar ilerlemesi, altıgen şeklinde istiflenmiş bir 3 boyutlu Temsili Hacimsel Eleman (THE) kullanılarak öngörülmüştür. İlk olarak, tek yönlü bir karbon elyaf takviyeli epoksi kompozitin elastisite modülleri, Poison oranları, ısıl genleşme katsayıları ve kesme modülleri uygun sınır şartları kullanılarak çeşitli yüklemeler altında ABAQUS sonlu elemanlar programı kullanılarak öngörülmüştür. İkinci olarak, imalat sonucunda oluşan mikromekanik artık gerilmeleri hesaplamak için AS4/8552'ye ait, üreticinin tavsiye ettiği kür çevrimi modellenmiştir. Kullanıcı tarafından tanımlanmış bir alt program geliştirelerek reçinenin kür çevrimi boyuncaki elastisite modülleri, kür ve ısıl büzüşmeleri modellenmiştir. Kür çevriminin sonunda, artık gerilmelerin çoğunun kür sıcaklığından oda sıcaklığına soğuması neticesinde oluştuğu gözlemlenmiştir. Bu artık gerilmelerin elyaf-reçine arayüzlerindeki dağılımları sunulmuştur. Son olarak, AS4/8552'nin değişik yüklemeler altında işgörmezlik mekanizmalarını belirlemek için, ilerleyici hasar modeli uygulanmıştır. Yükleme sırasında Maksimum Asal Gerilme ile Raghava ve Bauwen'in değiştirilmiş vonMisses gerilme kıstasları, rijitlik düşürme yöntemi ile uygulanmıştır. Ürün kataloğunda belirtilen veya deneysel olarak bulunan elyaflara dik yöndeki çeki ve bası ile kısa kiriş kesme gibi reçinenin daha etkili olduğu dayanım değerleri, bu tezde geliştirilen mikromekanik ilerleyici hasar modeli ile başarılı bir şekilde öngörülmüştür. Analizler sonucunda, kompozit malzemelerin dayanımlarının ve kırılma biçimlerinin, yükleme çeşidi, yükleme yönü ve artık gerilmelerden önemli ölçüde etkilendiği gözlemlenmiştir.