Sonlu elemanlar metodu ile tabakalı kompozit plakalarda termal elasto-plastik gerilme analizi

Abstract

Bu tezde, üniform yayılı lineer olarak değişen düzlemsel sıcaklıklara maruz tabakalı kompozit bir plakada normal ve artık gerilme analizi üzerinde durulmuştur. Malzeme olarak alüminyum matriks ve çelik fiberden oluşmuş çelik alüminyum kompoziti seçilmiştir. Çalışmada sonlu elemanlar metodu (SEM) kullanılarak sayısal çözüm yapılmıştır. Üniform yayılı termal yükleri, ilk akmayı başlatan değerden itibaren kademeli olarak arttırılarak farklı fiber takviye açılarında plakalara uygulanıp normal gerilme ve artık gerilme analizi yapılmıştır. Takviye açısının her değeri için üniform yayılı termal sıcaklık değerlerinin artmasıyla, levha üzerindeki gerilmelerin değeri ve plastik bölgelerin alanı artmıştır. Modelleme üç boyutlu olarak yapılmıştır. Modelleme ve çözümde, sonlu elemanlar yazılımı olan ANSYS programından yararlanılmıştır. Oluşturulan modele uniform sıcaklık yükü uygulanmıştır. Sıcaklığın gerilmeler üzerine etkisini gözlemlemek için 11.26, 12.86, 15.01, 22.51, 30.02, 45.02 ve 90.05 °C'lik üniform sıcaklıklar uygulanmıştır. Gerilmelerin değeri, üniform sıcaklık artışındaki miktara bağlı olarak artmaktadır. Sonuçları gözlemlenmektedir. ANAHTAR KELİMELER: ARTIK GERİLME, SONLU ELEMANLAR METODU(SEM), GERİLME ANALİZİ, ANSYS, ELASTO PLASTİK GERİLME ANALİZİ.

In this thesis, the normal and residual stress analysis in a composite laminate plate which has planes loaded is made under the uniform temperature effects varying linearly. For material, steel aluminium composite with aluminium matrix and steel fiber are selected. In this study, numerical solution is done by using finite element methods (FEM). The normal and residual stress analysis is performed by increasing uniform thermal loads gradually from the value of the first yield and by applying to various fiber orientation angles. For each orientation angle, as the uniform thermal loads increased and the area of plastic zones also increased. Modeling was done as three dimensional. During both modeling and solution processes, it was utilized from ANSYS software which is a perfect finite element code. Uniform temperature load were applied on created model. To observe the effect of temperatures on 11.26, 12.86, 15.01, 22.51, 30.02, 45.02 and 90.05 °C uniform temperatures were performed. The magnitudes of stresses were increased by increasing uniform temperature. The results are observed. KEYWORDS: RESIDUAL STRESS, FINITE ELEMENT METHOD(FEM) , STRESS ANALYSIS, ANSYS, ELASTO PLASTIC STRESS ANALYSIS.