Energy absorption behaviour of filament wound glass and carbon epoxies composite tubes

Abstract

Karbon ve cam elyaf takviyeli epoksi kompozit tüpler üzerinde bası deneyleri yapıldı. Çap, sarım açısı, silindirik tüplerin cidar kalınlığı ve elyaf cinsinin kuvvet-deplasman ilişikleri ve enerji yutma kapasitesi üzerindeki etkileri araştırıldı. İncelenen tüm parametrelerin hem kuvvet-deplasman ilişkileri hem de enerji yutma kapasiteleri üzerinde etkili olduğu görüldü. Karbon elyaf takviyeli epoksi kompozit tüplerin cam elyaf takviyeli olanlara göre daha iyi enerji yutma sergilediği tespit edildi. Kompozit tüplerin davranışlarını simule etmek için ABAQUS sonlu elemanlar yazılım paketi kullanıldı. Elastik ortotropik malzeme modeli ve Hashin hasar modeli birlikte tüplerin kuvvet-deplasman ilişkilerini simule etmek için kullanıldı. İlk hasarın meydana gelmesine kadar deneysel ve simülasyon sonuçlarının birbirine çok yakın olduğu fakat hasardan sonra simülasyon sonuçlarının farklılık gösterdiği tespit edildi. Bu farklılık her bir test için farklılık gösterdi. Sonuç olarak simülasyon sonucu elde edilen ve deneysel enerji yutma kapasitelerinde farklılık oluştu.

Compression test on glass and carbon fiber epoxy composites tubes were conducted. Effect of diameter, winding angle, tube thickness and fiber type on the load-displacement behavior as well as energy absorption of composites tubes has been investigated. All these parameters found to be effective on the load-displacement behavior and energy absorption capacity of composite tubes. Results obtained from the study shows that, carbon epoxy stands higher load and energy absorption capability than glass epoxy. To simulate the behavior of composite tubes ABAQUS Finite Element Software package was used. Elastic orthotropic material model along with a Hashin Damage model was employed to simulate the load-displacement relations of carbon and glass composite tubes. FE predicted and experimental load displacement curves matched well up to the first failure of the tubes. The FE predicted and experimentally obtained maximum loads were very close. However the FE predicted behavior after the first failure zone deviated from experimental results. The level of deviation was different for each case. Hence FE predicted and experimental energy absorption was not the same.