Hibrit Katmanlı Kompozit Plakarın Anlık Basınç Yükü Altındaki Dinamik Davranışının Deneysel Ve Sayısal İncelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, anlık basınç yüküne maruz katmanlı hibrit kompozit plakların dinamik davranışları deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deney Donanımı bir yüksek basınç tankından beslenen bir ucu kapalı, diğer ucu bir membran ile kapatılmış bir şok tüpü ile test plaklarının bağlanacağı mesnetler ve bunların monte edildiği bir çerçeve sistemden oluşmaktadır. Deneysel çalışmalarda, basınç tüpü içerisinde elde edilen basınçlandırılmış hava, tüpün açık ucuna yerleştirilmiş membranın artan iç basıncın etkisiyle patlaması sonucu anlık basınç yükü tüpün karşısında ankastre olarak mesnetlenmiş kompozit plağa etki ettirilmiştir. Plağın ön yüzeyinde farklı konumlara yerleştirilen üç adet basınç duyargasıyla basıncın plak üzerinde zamanla değişimi tespit edilmiştir. Aynı anda plağın ön ve arka orta noktalarındaki gerinim ölçerler vasıtasıyla da gerinimlerin zamanla değişimleri ölçülmüştür. Sayısal analizlerde ANSYS 11.0 sonlu elemanlar analiz programı kullanılmıştır. Hibrit kompozit plağı oluşturan her bir kompozit malzemenin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için çekme deneyleri yapılmıştır. Kompozit plaklar ANSYS 11.0 yazılımı ile modellenmiş ve deneylerde ölçülen basınç değerleri kullanılarak geçici (transient) analiz yapılmıştır. Elde edilen gerinim değerleri deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır.

This research deals with experimental and numerical investigation of hybrid laminated composite plate’s dynamic behavior subjected to blast load. The experimental platform consists of several parts such as a shock tube, which is fed by a pressure tank, supports for composite plates, and frame structure for shock tube and plate supports. In the experimental study, cylindrical tubes are designed to obtain air blast load. A compressor is used to pressurize the tube. The tube’s one end is closed and the other end is open, which is closed by a thin membran. At a certain internal pressure, according to the membrane’s strength, the membrane explodes and generate air blast load. Then pressure distributions on plates were measured by using pressure transducers on the front side of plate depend on time. In addition, strains on plates were measured by using strain gauges located in the middle of the two sides of plates. For numerical study, the ANSYS 11.0 software was used. Tensile tests were carried out to determine the each composite ply’s mechanical properties. Then, finite element models of hybrid laminated composite plates were created by using ANSYS 11.0 finite elements software. In addition, a transient analysis under blast load was done by using blast loads that measured at the experiment to obtain strain-time histories. At last, a comparison was studied between the experimental and numerical results.