Dokumalı kompozitlerde mikromekanik modelleme

Abstract

Bu çalışmada basit dokumalı , tuval dokumalı ve saten dokumalı kompozitlerin sonlu elemanlar metoduyla modellenmesi konusu ele alınmaktadır. Giriş ve konu ile ilgili literatür araştırmasını takiben modellemede materyal ve metod açıklanmış ve daha sonra model üzerinde deney çalışmaları sonuçları incelenmiştir. Farklı boyutlarda ve farklı dokuma şekillerinde kompozit modeller oluşturularak sonlu elemanlar metodu ile hesaplamalar yapılmıştır.Yapılan bu çalışmada sonlu elemanlar metodu modelleme ve analizleri için Abaqus adlı program kullanılmıştır. Reçineli elyaf malzemesi kullanılarak program üzerinde modellemeler mekanik performansları bakımından deneylerle incelenmiştir. Modellere çekme ve eğilme deneyleri uygulanmış, bulunan sonuçlar karşılaştırılmıştır. Modellerin elastik modülü, Poisson oranı ve malzemenin eğilme rijitliğinin hesaplanması için Abaqus programındaki bazı değerler alınarak Excel'e aktarılmıştır. Daha sonra bu değerler grafiksel olarak incelenmiştir ve elastik modül, Poisson oranı ve eğilme rijitliği bulunmuştur. Bütün modeller üzerinde karşılaştırma yapılarak sonuçlar incelenmiştir. Bu incelemeler sonucu kompozit modellerin rijitlik ve mukavemet değerleri bulunmuştur.Çalışmanın sonunda, model oluşturma , model üzerinde deney yapma ve deney sonuçlarını inceleme kolaylığı sağlayan sonlu elemanlar metodunun, klasik laminasyon teorisine sonuçlarına göre çok doğru sonuçlar verdiği görülmüştür.

In this thesis, modeling of plain weave, twin weave and satin weave composites using finite element methods is studied. Following the introduction and literature review, in modeling, material, methods and simulation results are explained. The models with different sizes and with different weave styles are created, and in-plane and out-of plane properties are obtained by finite element analysis.In this thesis, a finite element program Abaqus is used for modelling. By using material properties of fiber and resin, the models are analyzed for their mechanical performance. Stretch and bending simulations are carried out, and the results of which are compared. Defining the elastic module, Poisson ratio and material?s curvature value of the models, some values in Abaqus are transfered to Excel file. Then , these values are analysed graphically and elastic module, Poisson ratio and material?s curvature value are found. Results are analyzed by compairing all the models. With reference to this results, the strength and stiffnesses of the composite models are defined.Overall , it is concluded that the finite element method, which provides easy of modeling and analysis testing on models and analyzing the test results have more advantages than those of direct application of the classical lamination theory .