Darbe altındaki elyaf takviyeli kompozit tüpün sonlu elemanlar modellemesi ile incelenmesi

Abstract

DARBE ALTINDAKİ ELYAF TAKVİYELİ KOMPOZİT TÜPÜN SONLU ELEMANLAR MODELLEMESİ İLE İNCELENMESİ Bu çalışmada çok yüksek iç basınç altındaki, kompozit tüpün üzerine darbe tesirli bir parçacığın etki etmesi esnasında kompozit ve Alüminyum katmanlar da oluşan gerilme ve şekil değiştirme davranışı simülasyon yoluyla araştırılmıştır. Simülasyonlarda tüpün 3-D modeli paket program kullanılarak oluşturulmuştur. İncelenen tüp Al mandrel üzerine çevresel FRP sargılardan oluşmuştur. Simülasyon aracı olarak Marc-Mentat paket kullanılmıştır. Tüpün geometrisi Mentat ara yüz yazılımıyla oluşturulmuş ve sınır şartları belirlenmiştir. Alüminyum ve karbon kompozitin malzeme özellikleri sırasıyla isotropik ve dik anizotropik malzemeler olarak ayrı ayrı simülasyona dâhil edilmiştir. Gerçek tüplerde bulunan baş bombeleri simulasyona dâhil edilmemiştir. İmpaktörün tüp yüzeyine temasından hasar oluşturduğu maksimum derinliğe kadar olan hareket basamaklara bölünerek incelenmiştir. Simülasyonda incelenen tüpe ait deneysel veriler dikkate alınarak simülasyonun genel modellenmesi yapılmıştır. Simülasyon sonuçları, impaktör altında kalan bazı hasara uğramış kısımların kompozit tüplerde yoğun olarak bilinenin aksine çekme kuvvetlerinden farklı olarak basma kuvvetlerinden de etkilendiğini göstermektedir.

FEM INVESTIGATION OF THE FIBER REINFORCED COMPOSITE PRESSURE VESSEL UNDER IMPACT LOADING In this study, the mechanical behavior of FRP composite vessel with very high internal pressure and subjected to impact loading has been investigated by simulation. A 3-D model has been created using a commercial code. Investigated vessel consists of an Aluminum liner with carbon fiber layer wound on it. Marc-Mentat commercial code has been selected as a computational tool. The geometry of the vessel has been generated using Mentat pre-post interface software. The material properties of the Aluminum liner and carbon material layers have been included in the simulations as an isotropic and orthographic, respectively. The dome region of the vessel has not been included in the simulations. The maximum displacement of the composite part which was just under impactor has been divided into several steps during the simulations to check the progress of the impactor damage. The model of the simulation has been created by considering the real experiment which has been conducted by other researcher. The results of the simulations show that some zones under the impactor damage would face compressions stresses rather that tensional deformation, which is generally believed.