Sonlu Elemanlar Analizi İle Kompozit Malzemelerin Balistik Darbe Performansının Tahmini

Abstract

Bu çalışmada tabakalı kompozit malzemelerin balistik darbe performansının tahminin için sayısal model geliştirilmesi amaçlanmıştır. Sayısal model tabakalar ve ara yüzeylerde oluşabilecek hasar dikkate alarak ABQUS sonlu elemanlar yazılımı içinde oluşturuldu. Tabakalardaki hasar davranışı, ABAQUS hazır bulunan Hashin hasar modeli ile modellendi ve tabakalar arasındaki hasarın, esas olarak tabakalarının ayrışması arayüzey modellenmesi için arayüzey yapışkan eleman kullanıldı. Plaka arkasında huni oluşumu, liflerin çekme kopması,tabaka ayrışması matris çatlakları ve kayma kırılmaları gibi farklı hasar ve enerji sönümleme mekanizmaları belirlendi. Geliştiren sayısalı modeli doğrulmak için kuvvet deplasman eğrileri ve hesaplan enerji deneysel sonuçlar ile karşılaştırıldı.

This study is aimed to develop a numerical model to predict the ballistic impact performance of the laminated composite materials. The numerical model is created in ABAQUS taken into consideration both individual damageable plies and damage at the interface between the plies. The in built Hashin damage model in ABAQUS is used to model damage behavior of the plies and the cohesive elements are used at between the composite plies to describe the interlaminar damage mode, predominantly delamination. Different damage and energy absorbing mechanisms, such as cone formation on back face of the target, tensile failure of primary yarns, delamination, matrix cracking and shear plugging, are identified. In order to validate the developed numerical model, force versus displacement curves and observed energy are compared with experimental results in order to validate the developed computational model.