Kompozit bir diskteki ısıl gerilmeler üzerinde farklı sıcaklık yüklerinin etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, termoplastik kompozit bir disk içindeki ısıl gerilmelerin elastik-plastik olarak elde edilmesidir. Termoplastik disk çelik tellerle takviye edilmiştir. Modelleme ve çözüm işlemleri ANSYS programı kullanılarak yapılmıştır. Isıl yük olarak, çeşitli üniform sıcaklıklar uygulanmıştır. Çözüm iki aşamada tamamlanmıştır. İlk olarak, elastik çözüm yöntemi ile ısıl elastik gerilmeler elde edilmiştir. İkinci olarak, elastik-plastik çözüm yöntemi kullanılarak ısıl plastik gerilmeler hesaplanmıştır. Ayrıca, süperpozisyon yöntemi kullanılarak ısıl artık gerilmeler bulunmuştur. Radyal ve teğetsel doğrultular için tüm ısıl gerilmeler elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, uygulanan üniform sıcaklık yüklerinden dolayı kompozit disk içerisinde ısıl gerilmeler meydana gelmiştir. Çünkü kompozit disk, radyal ve teğetsel doğrultularda farklı ısıl genleşme katsayılarına sahiptir. Açık bir şekilde anlaşılıyor ki termoplastik diske etki eden üniform sıcaklığın değerindeki artış, hem ısıl gerilmelerin hem de artık gerilmelerin dağılımını ve değerlerini etkilemektedir.

The aim of this study was to obtain of elastic-plastic thermal stresses in a thermoplastic composite disc. It was reinforced by steel fibers, curvilinearly. Finite element method (FEM) performed to calculate the thermal stress occurrences in the composite disc model. The modeling and solution procedures were carried out using ANSYS code. The various uniform temperature loadings were applied as the thermal loading. The solution was completed in two stages. Firstly, thermal elastic stresses were determined by elastic solution. Secondly, thermal plastic stresses were computed via elastic-plastic solution. In addition, the thermal residual stresses were calculated using the superposition method. All thermal stresses were obtained for both radial and tangential directions. According to obtained results, thermal stresses were occurred in composite disc by the applied uniform temperature loadings, since the composite disc have different thermal expansion coefficients through radial and tangential directions. It is clearly understand that the spreading and magnitudes of both thermal stresses and residual stresses in thermoplastic composite disc were strictly affected increasing of uniform temperature.