Tabakalı kompozit plakların kalıp malzemesi olarak en uygun tasarımı

Abstract

II. Dünya Savaşı'ndan sonra değer kazanmış olan kompozit malzemelerin alt sınıfı olan tabakalı kompozit malzemeler, çeşitli sektör ve yapılarda kullanılmaktadır. Kullanım alanlarının genişlemesinin başlıca sebebi; klasik malzemelere göre daha yüksek mekanik, fiziksel, kimyasal v.b özelliklere sahip olmalarıdır.Bu çalışmada, kalıp malzemesi olarak kullanılan bir kompozit plağın sabit yük altındaki davranışı incelenmiştir. Plağın hammaddesi, uçak yapımı, spor, kimya gibi alanlarda yaygın olarak kullanılan T300/5208 grafit/epoksi malzemesidir.Farklı tabaka sayıları ve farklı kalınlıklara sahip kompozit plakların analizinde ANSYS 12.1 sonlu eleman programı kullanılmıştır. Yapılan analizlerde Hoffman akma kriteri göz önünde bulundurularak plakların kalıp yükü altındaki deformasyon değeri incelenmiş ve çelik kalıba göre daha uygun bir kompozit kalıp tasarımının elde edilmesi amaçlanmıştır.Sonuç olarak grafit/epoksiden imal edilen 8 tabakalı 1,5mm tabaka kalınlığına sahip kompozit plağın çelik kalıba göre hem %51 oranında daha hafif hem de çökme değerinin daha düşük olduğu belirlenmiştir.2012, 95 sayfaAnahtar Kelimeler: Tabakalı kompozit malzeme, sonlu eleman analizi, Hoffman kriteri, grafit/epoksi, plak analizi,ANSYS

The layered composite materials, which are the sub-class of the composite materials, have been more valuable after the World War II and recently used in various sectors and structures. The main reason why they are used in a wider range is that they have more advantageous mechanical, physical, chemical, etc. properties, in comparison with the classical materials.In this study, behavior of a composite plate when used as formwork plate under constant load has been investigated. Raw material of the plate is T300/5208 graphite/epoxy, which is preferred extensively in various sectors such as aircraft fabrication, sports, chemistry, etc.Composite plates, which have various numbers of layers and die thicknesses, have been analyzed using ANSYS 12.1 finite-element package. Hoffman?s yield criterion has been considered to investigate the deformation of the plates under formwork load and achieve a more expedient formwork design compared to the steel formworks.As a result, it has been shown that the 8 layered composite plate with 1,5 mm thickness, which has been manufactured with graphite/epoxy, has less deflection and 51% less weight compared to the steel formworks.2012, 95 pagesKeywords: Layered composite material, finite element method, Hoffman?s yield criterian, graphite/epoxy, plate analysis, ANSYS