Tabakalı Kompozit Levhalarda Yapıştırıcı Levha Ara Yüzey Çatlak Probleminin Sayısal Çözümü

Abstract

Bu çalışmada, yapıştırıcı ile birleştirilmiş kompozit levhalarda yapıştırıcı/levha ara yüzey çatlak problemi sayısal olarak incelenmiştir. Çatlak ucu gerilme şiddet faktörü Yerdeğiştirme Ekstrapolasyon Metodu ile hesaplanmıştır. İzotropik/monoklinik malzeme ara yüzeyindeki çatlak ucu yerdeğiştirme ve gerilmeler, malzeme özellikleri ile ilişkili Barnett-Lothe (L, S) tensörlerine bağlıdır ve bu tensörler Stroh formülleri kullanılarak, standart özdeğer probleminin çözümü ile elde edilir. Genelleştirilmiş anizotropik malzemeler için geçerli elastik rijitlik matrisleri cinsinden Barnett-Lothe tensör ifadeleri kullanılarak, ara yüzey çatlak ucu gerilme şiddet faktörünün sayısal çözümü için açık formüller elde edilmiştir. Sayısal uygulamada kompozit levhadaki fiber takviye açısının gerilme şiddet faktörü üzerindeki etkisi grafik halinde sunulmuştur. Anahtar Sözcükler: Arayüzey Çatlak, Gerilme Şiddet Faktörü, Sonlu Elemanlar Metodu, Anizotropik malzeme.The adhesive/plate interface crack problem in composite plates that are bounded with adhesive is numerically investigated in this study. The stress intensity factor at the crack tip is calculated by using Displacement Extrapolation Method. The displacements and stresses at the crack tip of the interface of the isotropic/anisotropic material are related with Barnett-Lothe (L, S) tensors that are depended on material characteristics. These tensors are obtained by using Stroh formulations and solving standard eigenvalue problem. Formulations are obtained for the numerical solution of stress intensity factor at the interface crack tip by using the Barnett-Lothe tensors that are defined by means of the stiffness matrices, which are valid for the generalized anisotropic materials. The effect of the composite plate’s fiber angle on stress intensity factor is graphically presented in numerical application. Keywords: Interface Crack, Stress Intensity Factor, Finite Element Method, Anisotropic Material.