Ansys Deiki Delikli Kompozit Analizi

MEHMET DNMEZ, 2011

T.C. NDE NVERSTES MHENDSLK FAKLTES MAKNE MHENDSL ANABLM DALI

K DELKL KOMPOZT PLAKANIN ANSYS LE SERBEST TTREM ANALZBTRME DEV

MEHMET DNMEZ Bitirme devi

Mays 2011

T.C. NDE NVERSTES MHENDSLK FAKLTES MAKNE MHENDSL ANABLM DALI

K DELKL KOMPOZT PLAKANIN ANSYS LE SERBEST TTREM ANALZ

MEHMET DNMEZ BTRME DEV

Danman Yrd. Do. Dr. Yusuf CUNEDOLU

Mays 2011

Yrd. Do. Dr. Yusuf CUNEDOLUun ba danmanlnda Mehmet DNMEZ tarafndan hazrlanan K DELKL KOMPOZT PLAKANIN ANSYS LE SERBEST TTREM ANALZ adl bu alma jrimiz tarafndan Nide niversitesi Mhendislik Fakltesi Makine Mhendislii Anabilim Dalnda bitirme devi olarak kabul edilmitir.

Bakan

: (nvan, Ad ve Soyad) (niversite)

ye


ye


ye


ONAY: Bu bitirme devi, Mhendislik Fakltesi Ynetim Kurulunca belirlenmi olan yukardaki jri yeleri tarafndan ././20.... tarihinde uygun grlm ve Ynetim Kurulunun ././20.... tarih ve ............................ sayl kararyla kabul edilmitir.

....../...../20.... Prof. Dr. Mahmut Dursun MAT Blm Bakan

Yrd. Do. Dr. Yusuf CUNEDOLUun ba danmanlnda Mehmet DNMEZ tarafndan hazrlanan K DELKL KOMPOZT PLAKANIN ANSYS LE SERBEST TTREM ANALZ adl bu alma jrimiz tarafndan Nide niversitesi Mhendislik Fakltesi Makine Mhendislii Anabilim Dalnda bitirme devi olarak kabul edilmitir.

Bakan


ye


ye


ye


ONAY: Bu bitirme devi, Mhendislik Fakltesi Ynetim Kurulunca belirlenmi olan yukardaki jri yeleri tarafndan ././20.... tarihinde uygun grlm ve Ynetim Kurulunun ././20.... tarih ve ............................ sayl kararyla kabul edilmitir.

....../...../20.... Prof. Dr. Mahmut Dursun MAT Blm Bakan

ZET

K DELKL KOMPOZT PLAKANIN ANSYS LE SERBEST TTREM ANALZ

DNMEZ, Mehmet

Nide niversitesi Mhendislik Fakltesi Makine Mhendislii Anabilim Dal

Danman: Yrd. Do. Dr. Yusuf CUNEDOLU

Mays 2011, 58 Sayfa

Bu almada, paralel iki delikli E glass/epoksi kompozit plakann serbest titreim davran nmerik olarak incelenmitir. 4 farkl fiber dizilii, [0]8, [(0/90)2]s, [(45/-45)2]s ve [90]8 gz nne alnmtr. Fiber dizilileri srasyla A, B, C ve D olarak isimlendirilmitir. E/L ve K/L olmak zere iki geometrik parametre tanmlanmtr. Oluturulan modelin dorulanmas iin literatrde mevcut olan bir problem ele alnm, sonular karlatrlmtr. Daha sonra, model bu alma iin gelitirilmitir. Sonu olarak, fiber dizilii ve E/L, K/L parametreleri kompozit plakann serbest titreim davrannda nemli parametrelerdir.

Anahtar szckler: Serbest titreim, kompozit, dairesel delik

iii

SUMMARY

FREE VIBRATION BEHAVIOR OF E GLASS/ EPOXY COMPOSITE PLATES WITH TWO PARALLEL CIRCULAR CUT-OUT BY USING FEM

DONMEZ, Mehmet

Nigde University Department of Mechanical Engineering

Supervisor: Assistant Professor Dr. Yusuf CUNEDOLU

May 2011, 58 Pages

In this study, free vibration behavior of E glass/ epoxy composite plates with two parallel circular cut-out has been examined numerically. Four laminate sequence, namely, [0]8, [(0/90)2]s, [(45/-45)2]s and [90]8 are considered. These fiber orientations are named Group A, B, C and D respectively. Two geometric parameters such as E/L and K/L are defined. In the numerical analysis, ANSYS software package is used.. In order to verify the finite element model, a preliminary study has been carried out by comparing the numerical results with those available in the literature. Then, the finite element model has been extended for the present study. The results show that fiber orientation, E/L and K/L ratios are important parameters in free vibration behavior of composite plates.

Keywords: Free vibration, composite, circular cut-out

iv

NSZ

Son 20-30 yl ierisinde kompozit malzemeler konusundaki aratrma ve gelitirmeler konusunda ciddi bir art meydana gelmitir. Ancak kompozit malzemelerin ortaya kmasyla birlikte yeni problemlerde domu ve bu problem zerinde aratrmalar yaplmtr. Bunlardan bir tanesi de tabakal kompozit malzemelerin titreim davranlardr. Bu tez almasnda, iki delikli E-glass/epoksi tabakal bir ucu ankastre-dier ucu serbest kompozit plakann dzlem d serbest titreim davran (ilk mod iin) incelenmitir. E/L ve K/L olmak zere iki geometrik parametre tanmlanmtr. Oluturulan modelin dorulanmas iin literatrde mevcut olan bir problem ele alnm, sonular karlatrlmtr. Daha sonra, model bu alma iin gelitirilmitir.

v

TEEKKR

Bitirme

devi

danmanlm

stlenerek,

almalarmn

yrtlmesinde

akademik

desteklerinden dolay sayn hocam Yrd. Do. Dr. Yusuf CUNEDOLUa ve her konuda hibir desteini esirgemeyen sayn hocam Ar. Gr. Bertan BEYLERGLe teekkr bor bilirim.

Mehmet DNMEZ NDE 2011

vi

NDEKLER ZET .......................................................................................................................... iii SUMMARY ................................................................................................................ iv NSZ .........................................................................................................................v TEEKKR ................................................................................................................ vi 1.BLM .....................................................................................................................1 KOMPOZT MALZEMELER .......................................................................................1 1 GR ....................................................................................................................1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Kompozit Nedir? .............................................................................................1 leri Kompozitler Nedir? .................................................................................1 Kompozit Malzemelerin Metallere Gre stnlkleri Nelerdir? ......................2 Kompozitin Mekanik Avantaj Nasl llr? .................................................2 Kompozit Malzemelerin Dezavantajlar...........................................................7 Fiber zelliklerinin Kompozitin Mekanik Performansna Etkisi ......................8 Matriksin zelliklerinin Kompozitlerin Mekanik Performansna Etkisi ...........8 Kompozitin Mekanik Performansn Etkileyen Dier Faktrler .......................8 Islatma ve temas as ...............................................................................9 Ara yzey ba .......................................................................................10 Kompozitlerin Snflandrlmas .................................................................10 Polimer Matriksli Kompozitler ..................................................................11 Kompozit Malzemelerin retim Yntemleri ..............................................13

1.8.1 1.8.2 1.9 1.10 1.11 1.12

Dnya Pazarnda Kompozitlerin Yeri ............................................................10

1.12.1 Elyaf yatrma metodu .............................................................................13 1.12.2 Pskrtme yntemi.................................................................................13 1.12.3 Helisel sarma yntemi ............................................................................14 1.12.4 Reine transfer kalplama RTM / reine enjeksiyonu yntemi ................14 1.12.5 Profil ekme / pultruzyon (pultrusion) yntemi ......................................15 1.12.6 Hazr kalplama / compression molding (SMC, BMC) yntemi ..............15 1.12.7 Vakum bonding / vakum bagging yntemi .............................................17 1.12.8 Otoklav / autoclave bonding yntemi .....................................................17 1.12.9 Preslenebilir takviyeli termoplastik/glass mat reinforced thermoplastics (GMT) 18vii

1.13

Kompozit Malzemelerin Kullanm Alanlar ...............................................18

2.BLM ...................................................................................................................20 2 SONLU ELEMANLAR METODU VE ANSYS PAKET PROGRAMI ...............20 2.1 2.2 2.3 Temel Kavramlar ..........................................................................................20 Ansyse Giri ................................................................................................21 Ansysde Temel lemler ...............................................................................21 ANSYS preprocessor (n ilem) .............................................................22 Ansys solution processor ........................................................................22 Ansys general postprocessor...................................................................22

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4

Ansys Ara Yz ............................................................................................23

3.BLM ...................................................................................................................25 3 SERBEST TTREM VE PROBLEMN TANIMLANMASI ............................25 3.1 3.2 3.3 3.4 Giri ..............................................................................................................25 Problemin Tanmlanmas...............................................................................25 Ansys le Serbest Titreim Analizi Ve Nmerik Verifikasyon .......................26 Ansys ile Analiz Aamalar ...........................................................................27 Programn altrlmas .........................................................................28 Analiz tipinin seilmesi ..........................................................................28 Eleman tipinin seilmesi.........................................................................28 Seilen eleman tipinin ayarlanmas.........................................................29 Tabaka saysnn ve tabaka alarnn, kalnlklarnn girilmesi ...............29 Malzeme zelliklerinin girilmesi ............................................................31 Shell lay-up tanmlamalar......................................................................32 Eleman koordinat sisteminin tanmlanmas ve elemanlara atanmas........32 Modelin oluturulmas............................................................................33

3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.4.6 3.4.7 3.4.8 3.4.9

3.4.10 Elemanlara ayrma ilemi (Mesh ilemi) .................................................34 3.4.11 Ykleme ve snr artlarnn girilmesi .....................................................35 3.4.12 zm ...................................................................................................37 3.4.13 Sonularn okunmas ..............................................................................39 3.4.14 Mod ekilleri ..........................................................................................39 3.4.15 Nmerik verifikasyon .............................................................................42 3.5 Problemin Modellenmesi...............................................................................42 Deliklerin delinmesi ...............................................................................42viii

3.5.1

3.5.2 3.5.3 3.5.4 3.5.5

Key-pointlerin oluturulmas ..................................................................44 izgilerin oluturulmas .........................................................................45 Mesh ilemi............................................................................................45 Snr artlarnn girilmesi, zm ve sonularn okunmas ......................46

4.BLM ...................................................................................................................49 4 5 ANALZ SONULARI VE RDELENMES ......................................................49 KAYNAKA ......................................................................................................52

ix

TABLO DZN Tablo 1.1 Baz fiber, kompozit ve metallerin zgl modl ve mukavemet deerleri [1] 4 Tablo 1.2 Baz malzemeler iin zgl elastisite modl parametreleri[1] .........................6 Tablo 1.3 Polimer matriksli kompozitler ve monolitik malzemelerin karlatrlmas[1] ....................................................................................................................................12 Tablo 3.1 ncelenen geometrik parametreler ve deiimleri .........................................25 Tablo 3.2 Kompozit malzemenin mekanik zellikleri [15] ...........................................26 Tablo 3.3 Kompozit malzemenin (S2 cam/epoksi) mekanik zellikleri [16] .................27 Tablo 3.4 Nmerik verifikasyon ..................................................................................42 Tablo 3.5 [0]8 tabaka dizilie sahip kompozit plakann dzlem-d titreim frekanslar (E/L=1/6, K/L=1/6) .....................................................................................................47 Tablo 4.1 K/L=1/6 iken boyutsuz frekanslar ................................................................49 Tablo 4.2 E/L=1/6 iken boyutsuz frekanslar ................................................................50

x

EKL DZN ekil 1.1 Malzemelerin zgl mukavemet deerlerinin zamana bal deiimi[2] ekil 1.2 Metaller, fiberler ve kompozitler iin zgl modl/zgl mukavemet modl[1] ekil 1.3 Malzeme seiminde kullanlan temel parametreler[2] ekil 1.4 (a) Temas as (b) Sv damlack [3] ekil 1.5 Takviye elemann ekline gre kompozit snflandrmas[1] ekil 1.6 Pskrtme yntemi ekil 1.7 Helisel sarma makinesi ekil 1.8 RTM yntemi ekil 1.9 Vakum bagging ekil 1.10 The Airbus A380 Dreamliner[8] ekil 1.11 Kompozit vites kutusu ve arka sspansiyon[9] ekil 1.12 Karbon fiberden retilmi bir bisiklet[10] ekil 2.1 Bir insan kafatasn alara (mesh) blnm hali[12] ekil 2.2 ANSYS ara yz ekil 3.1 ki delikli kompozit plaka ekil 3.2 Ykleme ve snr artlar ekil 3.3 ANSYS programnn altrlmas ekil 3.4 Analiz tipinin seilmesi ekil 3.5 Eleman tipinin seilmesi ekil 3.6 Eleman tipinin ayarlanmas ekil 3.7 Tabaka saysnn ve tabaka alarnn, kalnlklarnn girilmesi ekil 3.8 Malzeme zelliklerinin girilmesi ekil 3.9 Shell lay-up tanmlamalar ekil 3.10 Eleman koordinat sisteminin tanmlanmas ve elemanlara atanmas ekil 3.11 Modelin oluturulmas ekil 3.12 Elemanlara ayrma ilemi (Mesh ilemi) ekil 3.13 Modelin mesh hali ekil 3.14 Snr artlarnn girilmesi ekil 3.15 Ykleme yaplmas ekil 3.16 Plakann yklenmi hali ekil 3.17 Analiz ayarlarnn yaplmas I ekil 3.18 Analizin yaplmas ekil 3.19 lk 5 modun doal frekans deerleri ekil 3.20 Birinci mod ekil 3.21 kinci mod ekil 3.22 nc mod ekil 3.23 Drdnc mod ekil 3.24 Beinci mod ekil 3.25 Deliklerin delinmesi I ekil 3.26 Key-pointlerin oluturulmas ekil 3.27 izgilerin oluturulmasxi

3 5 7 9 11 14 14 15 17 18 19 19 20 24 26 27 28 28 29 29 30 31 32 32 33 34 35 35 36 37 37 38 39 39 40 40 41 41 43 44 45

ekil 3.28 Mesh ilemi ekil 3.29 Birinci mod yaps ekil 3.30 kinci mod yaps ekil 3.31 nc mod yaps

46 47 48 48

xii

1.BLM KOMPOZT MALZEMELER 1 GR

Kompozit malzemelerin ilk uygulamas srailliler tarafndan kili ve saman kartrarak rettikleri tulalar olarak gsterilebilir. Bu iki bileen (kil ve saman) tek balarna bir amaca hizmet etmedikleri halde, birlikte kullanldklarnda istenilen fonksiyonu yerine getirirler. Bazlar tulann iindeki samann kilin atlamasn engellediini, dierleri ise kil iindeki ani atlaklarn geciktirdiini dnmektedirler. Literatrde kompozitlerin uygulamalarna dair pek ok rnek bulunabilir. Bunlardan bazlar; bambu aac kullanlarak takviyelendirilmi duvarlar, M.. 1500l yllarda Msrllar tarafndan birbirine yaptrlarak retilmi tabakal keresteler olarak verilebilir.1930lu yllarda cam fiberler ile takviyelendirilmi kompozitlerin tarih sahnesine kmaya balamasyla; modern kompozitler kullanlmaya baland. Gemiler ve uaklarda bu cam takviyeli kompozitler yaygn olarak kullanlmtr.1970den itibaren karbon, bor, aramid gibi yeni fiberlerin gelitirilmesiyle Kompozit malzemelerin uygulama alanlar olduka artmtr. Metal ve seramik matriksli kompozitlerin gelitirilmesiyle de kullanm alanlar artmtr [1]. 1.1 Kompozit Nedir?

Kompozit, birbiri iinde znemeyen iki ya da daha ok bileenin makroskobik seviyede birletirilmesiyle oluan yap malzemesidir. Bu bileenlerden biri takviye eleman dieri onun iine emdirilmi matriks olarak adlandrlr. Takviye eleman malzemesi fiberler, paracklar ya da ince levhalar eklinde olabilir. Matriks malzemesi ise genellikle sreklidir. Kompozit sistemlere rnek olarak: elikle glendirilmi imento ve grafit fiberler ile glendirilmi epoksi verilebilir. Doada birok kompozit malzemeye rastlanabilir. rnein; selloz fiberler ile takviyelendirilmi lignin matriksli aa, yumuak kolojene, kalsiyum ve fosfat iyonlaryla glendirilmi kolojenden oluan kemikler verilebilir [1]. 1.2 leri Kompozitler Nedir?

leri kompozitler genellikle uzay endstrisinde kullanlan kompozit malzemelerdir. Bu kompozitler epoksi ve alminyum gibi matriks malzemesi iinde kk apl yksek performansl takviye eleman kullanlarak retilir. Bunlara rnek olarak grafit/epoksi,1

kevlar/epoksi, bor/alminyum kompozitler verilebilir. Bu malzemeler gnmzde ticari endstride de kullanlmaktadr [1]. 1.3 Kompozit Malzemelerin Metallere Gre stnlkleri Nelerdir?

Monolitik metaller ve bunlarn alamlar gnmz teknolojisinin ihtiyalarn her zaman karlamamaktadr. Birka malzemenin birlikte kullanlmas performans ihtiyacn karlayabilir rnein, bir uyduyu oluturan bileenlerin uzayda -1600C +93.30C scaklk aralnda boyutsal olarak stabil olmas gerekmektedir. Monolitik malzemeler bu ihtiyac karlayamaz buda grafit/epoksi gibi kompozitlerin tercih edilme nedenidir. Birok durumda kompozitler verimli malzemelerdir rnein, uak endstrisinde havaclk irketleri uan rijitliinin ve bileenlerin mukavemetini azaltmadan toplam arl azaltma yollarn srekli olarak aramaktadrlar. Buda geleneksel metal alamlarn kompozit malzemelerin deitirmesiyle mmkndr. Kompozit malzemelerin maliyeti daha yksek gibi grnse de montajda kullanlan para saysnn azaltlmas montajda kullanlan para saysnn azaltlmas ve yakt maliyetlerindeki dler bu seenei daha cazip hale getirir. Ticari bir uan arlnn 1 pound azaltlmas (0.453 kg) ylda 360 gal (1360 litre) yakt tasarrufu salar. Bir ticari uan toplam alma maliyetinin %25nin yakt sarfiyat olduu gz nne alnrsa bu nemli bir avantajdr. Ayrca kompozitler dier geleneksel malzemelere gre birok avantaja sahiptir bunlar arasnda yksek mukavemet, rijitlik, yorulma ve darbe dayanm sl iletkenlik, korozyon direnci saylabilir [1]. 1.4 Kompozitin Mekanik Avantaj Nasl llr?

rnein, bir prizmatik ubuun eksenel P yk altnda deformasyonu, u olsun.u= PL AE

(1.1)

eklinde yazlr. Burada; L: ubuun boyu E: ubuun elastisite modl2

ubuun ktlesi M olsun.M = AL

(1.2)

Burada, , ubuk malzemesini z ktlesidir. (1.1 ) ve (1.2) denklemleri kullanlarak;PL2 1 M= 4 E/

(1.3)

Grld gibi E/ deeri maksimum iken belirli bir yk altnda ubuun ktlesi minimum olur. Bu yzden malzemenin mekanik avantajn lmek iin (E/ ) oran (zgl elastisite modl) hesaplanr. Bir dier parametre ise zgl mukavemettir. zgl elastisite modl= E/ zgl mukavemet= ult/

Bu iki oran kompozit malzemelerde yksektir. rnein bir grafit/epoksi tek ynl kompozittin mukavemeti elik ile ayn olabilir fakat zgl mukavemeti eliin 3 katdr. Yani grafit/epoksi kompozit ile elik ubuun kesit alanlar eit olduunda grafit epoksi kompozittin ktlesi eliin 1/3 dr. Ktledeki bu d enerji ve malzeme maliyetlerindeki d anlamna gelir. ekil 1.1 de zgl mukavemet malzemelerin zgl mukavemetlerindeki deiim zamann bir fonksiyonu olarak verilmitir [1].

ekil 1.1 Malzemelerin zgl mukavemet deerlerinin zamana bal deiimi [2]

3

Baz kaynaklarda zgl mukavemet ve zgl elastisite modl aadaki gibi tanmlanabilir. Burada g, yerekimi ivmesidir. zgl elastisite modl= E/ g zgl mukavemet= ult/ g

Tablo 1.1 de baz kompozit fiberlerin, tek ynl kompozitlerin(unidirectional), apraz tabakal kompozitlerin(cross-ply), quasit izotropik tabakal kompozitlerin ve monolitik kompozitlerin zgl arlk ve zgl mukavemet deerleri verilmitir. Tablo 1.1 Baz fiber, kompozit ve metallerin zgl modl ve mukavemet deerleri [1]

Tablo 1.1 e bakldnda grafit aramid ve cam fiberlerin elik ve alminyum gibi metallerin zgl mukavemetinin birka kat olduu grlebilir. Bu kompozit malzemelerin mekanik avantajlaryla ilgili yanlgya neden olabilir ancak kompozitler yalnzca fiberlerden deil fiber ve matrislerin birleiminden olutuu ve matrislerin genel olarak fiberlere gre zgl mukavemet ve elastisite modlne sahip olduu hatrlanmaldr. Tek ynl kompozitler yalnzca basit yklemelerde( eksenel eki ve basit eilme) kullanlr. Karmak ykleme durumlarnda al tabakal kompozitlerin kullanlmas gerekir. Tablo 1.1 de tek ynl kompozitler iin verilen deerler fiber dorultusundaki deerlerdir, fiber dorulusundaki bu deerler daha dktr [1]. ekil 1.2 de metaller fiberler ve kompozitler iin zgl mukavemet deerleri zgl elastisite modlnn bir fonksiyonu olarak verilmitir.4

ekil 1.2 Metaller, fiberler ve kompozitler iin zgl modl/zgl mukavemet modl[1] Kompozitlerin dier metallere gre avantajn belirlemede sadece zgl elastisite modl ve zgl mukavemet parametre deildir. Bir kolonun kritik burkulma yk denklem (1.4)de verilmitir.

M=

2 L2 Pcr

1 E1/3 /

Pcr =

2 EIL2

(1.4)

Burada: Pcr: Kritik burkulma yk E: Elastisite modl I: Atalet momenti L: Kiriin uzunluu Burada dairesel kesitli kolonun atalet momenti,

I =

d2 64

(1.5)

Kolonun ktlesi,

= AL M =

d 2L45

(1.6)

Burada M: Kolonun ktlesi : Kolonun younluu

d: Kolonun ap Denklem (1.4),(1.5),(1.6) dzenlenirse,

M=

2 L2 Pcr

1 E1/2

/

(1.7)

elde edilir. Kolonun ktlesinin minimum olmas iin E1/2 / nun minimum olmas gerekir. Benzer ekilde bir kiriin eksenel yk alndaki minimum deformasyonu E1/3 / maksimum deeri aldnda meydana gelir. Tablo 1.2 de baz fiberler, tek ynl kompozitler, apraz tabakal ve quasi-izotropik kompozitler, elik ve alminyum iin bu deerler verilmitir. Tablo 1.2 Baz malzemeler iin zgl elastisite modl parametreleri [1]

Bu tabloda grld gibi kompozitler dier metallere gre daha yksek performans gstermektedir. Metaller ile kompozitlerin karlatrlmasnda kullanlan dier parametreler arasnda krlmaya, yorulmaya, darbeye ve srnmeye kar diren saylabilir.

6

1.5

Kompozit Malzemelerin Dezavantajlar Kompozitlerin yksek retim maliyetleri nemli bir etkendir. rnein grafit/epoksi kompozitin maliyeti geleneksel bir malzemenin maliyetinin 10-15 kat kadardr. Bir grafit/epoksi malzemenin kg bana maliyeti 650$ ile 900$ arasnda deimektedir. malat yntemlerindeki gelimeler bu maliyetleri gelecekte drecektir. Bir metal malzemeye gre kompozit malzemelerin mekanik karakterizasyonu daha karmaktr. Metallerden farkl olarak kompozit malzemeler izotropik deildir yani, kompozit malzemelerin zellikleri tm dorultularda ayn deildir. Bu yzden daha ok malzeme sabitine ihtiya vardr. rnein tek tabakal grafit/epoksi kompozitin mekanik analizini yapabilmek iin 9 rijitlik mukavemet sabitine ihtiya vardr. elik gibi Monolitik malzemeler iin bu sabit 4dr. Kompozitlerin deneysel ve hesaplamal analizleri daha karmaktr. Kompozit malzemelerin tamiri metallerle kyaslandnda daha zor ilemdir. Bazen kompozit yapda tespit edilemeyen hasarlar oluabilir. Kompozitler metallere kyasla daha dk mukavemet ve krlma tokluu deerleri gsterirler. Kompozitler malzeme seiminde kullanlan tm zelliklerde yksek performans gstermez. [1] ekil 1.3 de 6 temel parametre (mukavemet-toklukekillendirebilirlik-balanabilirlik-korozyon direnci-gvenilirlilik) gsterilmitir.

ekil 1.3 Malzeme seiminde kullanlan temel parametreler [2] Grld gibi kompozitler metallere gre daha iyi mukavemet gsterirler fakat dier malzeme seim parametrelerinde bundan sz edilemez.7

1.6

Fiber zelliklerinin Kompozitin Mekanik Performansna Etkisi Fiberin boyu: fiberler uzun ya da ksa olabilir. Uzun ve srekli fiberlerin imalat, ksa fiberlere gre daha kolaydr. Uzun fiberler ksa fiberlerle kyaslandnda birok yarar salar bunlar arasnda darbe direnci, boyutsal stabilite saylabilir. Ancak ksa fiberler imalat srelerinin dk olmas dk maliyetleri nedeniyle tercih edilir. Buna ek olarak ksa fiberler daha az kusur ierdiklerinden daha yksek mukavemete sahiptirler. Oryantasyon: Fiberlerin dizildii yndeki rijitlii ve mukavemeti daha yksektir. Eer fiberler iki ya da daha ok ynlenmise bu ynlerde mukavemet ve rijitlik daha yksek olacaktr. Fiberin ekli: ou fiber kesiti imalat kolayl nedeniyle daireseldir. Altgen ve kare kesitli fiberler olsa da bunlarn salad avantaj imalattaki zorluklar gz nne alndnda tercih edilmez. Fiberin malzemesi: Fiberin malzemesi kompozit malzemenin mekanik performansn direkt olarak etkiler. Fiberleri genellikle yksek elastisite modl ve mukavemete sahip olmas beklenir. Bu beklenti ve maliyetler kompozitlerde kullanlan grafit/aramid ve cam gibi fiberlerin seiminde anahtar faktrlerdir [1].

1.7

Matriksin zelliklerinin Kompozitlerin Mekanik Performansna Etkisi

Kompozitlerin bir dier bileeni olan matrisler arasnda fiberleri bir arada tutmak, fiberleri evre etkisinden korumak, kullanmdaki ve fiberlere yk dalrken oluabilecek hasarlardan kompoziti korumak ve ben zeri saylabilir. Matrikslerin fiberlere kyasla daha dk mekanik zelliklere sahip olsa da matriks malzemesi kompozitin birok mekanik zelliini etkiler bunlar arasnda sl diren, sl genleme katsays, ara yzey kayma mukavemeti, yorulma mukavemeti, basma mukavemeti saylabilir. 1.8 Kompozitin Mekanik Performansn Etkileyen Dier Faktrler

Kompozit malzemelerin mekanik zelliini etkileyen bir dier faktr fiber-matriks ara yzeyidir. Matriks zerine etkiyen yk takviye elemanna ara yzey vastasyla iletilir, bu nedenle takviye elemanlar matrikse kuvvetlice bal olmaldr. Eer matriks ile takviye eleman arasndaki ba zayf ise kompozitte dk mukavemet fakat krlmaya kar yksek diren salanr eer bu ba kuvvetli ise kompozitte yksek mukavemet8

fakat krlgan davran grlr. Srnme direnci yorulma, korozyon gibi dier zelliklerde ara yzeyden etkilenir. Bu, matriksin yk fiberlere ne kadar iyi ilettiini belirler [1]. 1.8.1 Islatma ve temas as Islatma sv metalin kat takviye elemann ne kadar slatabildiidir ve temas as ile llr. Bir sv damlas kat bir yzey zerinde dururken (kat ve sv havayla temas halinde iken ara yzeydeki kuvvetler birbirini dengelemelidir. Bu kuvvetler yzey enerjisi biiminde ifade edilebilir.) Bir kat sv sisteminde sistemin enerjisine baldr (ekil 1.4a) ve u formlle ifade edilir [3]:

GL cos GS SL =Burada,

(1.8)

: temas as GL : gaz sv ara yzeyi enerjisi GS : gaz kat ara yzey enerjisi SL : kat sv ara yzeyi enerjisiIslatma asn belirlenmesi iin sv ok kk damlacklar halinde kat yzey zerine damlatlr uygun as uygun bir kamera ve PC grntleme yazlm (ekil1.4b) kullanlarak aadaki formlle hesaplanabilir.

ekil 1.4 (a) Temas as (b) Sv damlack [3]

= 2 arctan(

H ) R9

(1.9)

Burada, H ve R srasyla damlacn ykseklii ve yarapdr. as 00 ile 1800 arasnda olmaldr. = 00 ise mkemmel slatma >900 ise kt slatma = 1800 hi slatmama durumundan bahsedilir. 1.8.2 Ara yzey ba Ara yzeyde kimyasal, mekanik ve reaksiyon balar olabilir. ou durumda bu balardan birka birlikte meydana gelir. Mekanik ba: iki yzeyin mekanik olarak kenetlenmesi birbirine balanmasdr. Eer yzey przl ise bu ba daha gldr. Uygulanan kuvvet mekanik baa paralel ise bu ba daha etkilidir. Birok durumda sadece mekanik ba bulunmaz dier balarla birlikte bulunur [4]. Elektrostatik ba : Bir yzey pozitif ykl dier yzey negatif ykl olduu zaman oluur. Bu kompozitin bileenleri arasnda elektrostatik ekime yol aar. Elektrostatik ba sadece kk mesafeler iin oluur. Bu nedenle yzey kirlenmesi ve gaz kaplmas durumunda etkinlii azalr [4]. Reaksiyon ve difzyon ba: Polimerlerde genellikle reaksiyon ba oluur. 1.9 Dnya Pazarnda Kompozitlerin Yeri

Kompozitlerin dnya pazarndaki yeri, elikler ile kyaslandnda (450 milyar USD$) sadece 10 milyar USD$ mertebesindedir. Kompozit malzemelerin kullanm her yl %10 artmaktadr [1]. 1.10 Kompozitlerin Snflandrlmas Kompozitler takviye elemann geometrisine gre parack, fiber veya ince levha eklinde olabilir (ekil 1.5). Bir dier snflandrmada matriksin malzemesine (polimer, metal, seramik, karbon) gre de yaplabilir.

10

ekil 1.5 Takviye elemann ekline gre kompozit snflandrmas [1] Fiber kompozitler, srekli ya da sreksiz fiberlerle desteklenmi matriksten oluur. Fiberler genellikle anizotropiktir. Bunlara rnek olarak karbon ve aramid verilebilir. Matriks malzemesi olarak epoksi, alminyum, kalsiyum-alimna silikat rnek olarak verilebilir [1]. Parack takviyeli kompozitler genellikle plastik, sermet ve metallerin takviye eleman olarak kullanld kompozitlerdir. Bu paracklar matriks iinde rastgele daldndan kompozit izotropik zellik gsterir. Parack takviyeli kompozitler sermetler ve dispersiyon ile sertletirilmi alamlar eklinde iki grup iinde toplanabilir. Sermetler metalik matriks iinde sert seramik parack karmndan oluur. Seramikler genel olarak yksek ergime scaklklar sl kararllklar ve elastik davranlar ile karakterize edilirler. Metaller ise genelde snek malzemelerdir. Sermet kompozitleri oksit veya karbr esasl olabilir. Dispersiyonla kuvvetlendirmede prensip sert ve olduka kk boyutlu paraclarn snek bir yap iinde homojen bir ekilde datmaktr. Bunlara rnek olarak ThO2 dispersiyonu ile kuvvetlendirilmi nikel Al2O3 dispersiyonu ile kuvvetlendirilmi alminyum alam verilebilir [1]. nce levhal kompozitlerde genellikle cam ve mika ve alminyum malzemesi kullanlr. Bu kompozitler yksek mukavemet yksek sl diren ve dk maliyetleriyle bilinirler. Fakat retimlerinin zor olmas nedeniyle kullanm alanlar snrldr. 1.11 Polimer Matriksli Kompozitler Bu kompozitler grafit, aramid, bor gibi kk apl fiberler ile takviyelendirilmi epoksi polyester gibi polimer matriksli kompozitlerdir. Bu kompozitler basit imalat11

yntemleri yksek mukavemet ve dk maliyetleri nedeni ile en yaygn olarak kullanlan kompozitlerdir. Ancak bu kompozitler dk alma scaklklar yksek sl genleme katsaylar ve nemli ortamdaki boyutsal kararszlklar nedeniyle baz sorunlara yol amaktadr. Tablo 1.3 de yaygn olarak kullanlan baz polimer matriksli kompozitlerin mekanik zellikleri verilmitir. Polimer matriksli kompozitlerde en ok cam, grafit ve kevlar fiberler kullanlr. Cam fiberler yksek kimyasal diren dk maliyet ve yksek mukavemet zelliklerine sahiptir. Ancak dk yorulma dayanmlar, dk elastisite modlleri, polimerlerle zayf balanma karakteristikleri dezavantajlar olarak saylabilir. Cam fiberler kullanm amalarna gre isimlendirilirler. Cam fiberlerin en yaygnlar E-glass, S-glass cam fiberlerdir. Burada E elektriksel uygulamalarda kullanldn gsterir ancak bu cam fiberler yapsal ve dekorasyon amal uygulamalarda gnmzde sk olarak kullanlmaktadr. S, yksek silika ieriini ifade etmektedir. E-glass fiberler ile kyaslandnda S-glass fiberler daha yksek yorulma ve mukavemet deerine sahiptirler. Birok uzay endstrisi uygulamasnda S-glass fiberler kullanlmaktadr. Bir dier cam fiber tipi CR-glass dr. Buradaki CR korozyonu tarif etmektedir. Depolama tanklar gibi kimyasal uygulamalarda kullanlr. A-glass fiberler yzey grnmn iyiletirmek iin kullanlr. E-CRglass ve AR-glass gibi bu trlerin kombinasyonlar da mevcuttur [1]. Tablo 1.3 Polimer matriksli kompozitler ve monolitik malzemelerin karlatrlmas [1]

12

1.12 Kompozit Malzemelerin retim Yntemleri Plastik matriksli kompozitlerin retim yntemleri: Plastik esasl kompozit malzemeleri retmek iin ok deiik teknikler gelitirilmekle beraber kullanlan matriks malzemesine gre ya termoset reineli ya da termoplastik reineli olarak retilmektedir. Termoset reineli kompozitlerin retim metotlar balca yle zetlenebilir [5]. El yatrma yntemi: Basma kalplama ve transfer kalplama, Souk pres kalplama , Helisel sarma yntemi, Tabakal birletirme veya torba kalplama yntemi, Profil ekme yntemi. 1.12.1 Elyaf yatrma metodu Bu ilemde kalp reine ile kaplanlmadan nce kalptan para ayrlmasn salamak iin polivinil alkol, silikon srlr sonra viskozitesi yksek reine frayla kalp iine yatrlr. Daha sonra fiber demeti hazrlanarak dolgu maddeli reine fiber zerine emdirilir. Bu ekilde istenilen yn dorultu ve hacim oranlarnda arzulanan karma ulalncaya kadar ilem devam ettirilir. Bu yntemin avantajlar arasnda dk dkm maliyetleri byk paralarn imal edilebilirlii az sayda para imal etme imkn, az sayda para retilebilmesidir. Bu yntemin dezavantajlar ise salk ve gvenlik koullarnda ki yetersizlik, kompozitin kalitesinin reten kiiye bal olmas olarak sralanabilir. Bu yntemle kayk teknesi, tanklar, bina panelleri gibi byk boyutlu yapsal paralar retmek mmkndr [6] . 1.12.2 Pskrtme yntemi El yatrma metoduna benzer bu teknikte krc ve pskrtme tabancas arasnda srekli elyaf demeti beslenir. Bu aygt ayn anda elyaflar krparak reineyi kataliz eder. Genellikle oda scaklnda ve s kullanlarak gerekletirilir. Bu yntem sadece cam fiberlerin kullanlmasna olanak salar. Polyester ana matriks malzemesidir [7].

13

ekil 1.6 Pskrtme yntemi 1.12.3 Helisel sarma yntemi Bu yntemde aftlar, uzun pervaneler, basnl kaplar, roket gvdesi gibi silindirik ekilli paralar retilir. Bu yntemde srekli fiberler n katalizlenmi reine ile slatlr ve mil zerine belirli alarda sarlr. Reine sertletikten sonra mandrel kartlarak sertleme ya oda scaklnda ya da yksek scaklkta tamamlanr [7].

ekil 1.7 Helisel sarma makinesi 1.12.4 Reine transfer kalplama RTM / reine enjeksiyonu yntemi Bu kompozit retim ynteminde elle yatrma sistemlere daha hzl ve uzun mrl olmakla birlikte iki paral kalp kullanmak gereklidir. Kalbn kompozit malzemeyle yaplmas elik kalp maliyetine gre daha dk kalmasna neden olmaktadr. RTM yntemi ounluk jel kotlu veya jel kotsuz her iki yzeyinde dzgn olmas istenen paralarda kullanlr. Takviye malzemesi kuru olarak kee, kuma veya ikisinin kombinasyonu kullanlr. Takviye malzemesi nceden kalp boluu doldurulacak ekilde kalba yerletirilir ve kalp kapatlr. Elyaflar matris iinde ge znen reinelerle kaplanarak kalp ierisinde srklenmesi nlenir. Reine basn altnda kalba pompalanr. Bu sre daha fazla zaman ister. Matris enjeksiyonu souk, lk veya en ok 80C' ye kadar stlm kaplarda uygulanabilir. Bu yntemde ierideki havann14

dar karlmas ve reinenin elyaf iine iyi ilemesi iin vakum kullanlabilir. Elyafn kalba yerletirilmesini gerektirmesinden dolay uzun saylabilecek bir iilik gerektirir. Kalp kapal olduu iin ise zararl gazlar azalr ve gzeneksiz bir rn elde edilebilir. Bu yntemle karmak paralar retilebilir. Concorde uaklarnda, F1 arabalarnda baz paralar bu yntemle hazrlanmaktadr [7].

ekil 1.8 RTM yntemi 1.12.5 Profil ekme / pultruzyon (pultrusion) yntemi Pultruzyon ilemi srekli sabit kesitli kompozit profil rnlerin retilebildii dk maliyetli seri retim yntemidir. Pull ve Extrusion kelimelerinden tretilmitir. Sisteme beslenen srekli takviye malzemesi reine banyosundan geirildikten sonra 120-150 C' ye stlm ekillendirme kalbndan geilerek sertlemesi salanr. Kalplar genellikle krom kaplanm parlak elikten yaplmaktadr. Srekli elyaf kullanlmasndan dolay takviye ynnde ok yksek mekanik mukavemet elde edilir. Enine ykleri karlayabilmek iin zel dokumalar kullanmak gerekmektedir [7]. 1.12.6 Hazr kalplama / compression molding (SMC, BMC) yntemi Hazr kalplama bnyesinde cam elyaf, reine, katk ve dolgu malzemeleri ieren kalplamaya hazr, hazr kalplama bileimleri olarak adlandrlan kompozit malzemelerin (SMC, BMC) scak pres kalplarla rne dntrlmesidir. Karmak ekillerin retilebilmesi, metal paralarn bnye iine gmlebilmesi, farkl cidar kalnlklar gibi avantajlar bulunmaktadr. Ayrca rnn iki yzde kalp ile ekillenmektedir. Dier kompozit malzeme retim tekniklerinin olanak vermedii delik gibi kark ekiller elde edilebilmektedir. Iskarta oran dktr. Bu yntemin dezavantajlar kalplama bileimlerinin buzdolaplarnda saklanmalar gereklilii,15

kalplarn metal olmasndan dolay dier kalplardan daha maliyetli olmas ve byk paralarn retimi iin byk ve pahal preslere ihtiya olmasdr [7]. Hazr kalplama ynteminde kullanlan bileimler ieriklerine gre eitlilik

gstermekle beraber en ok iki tr hazr kalplama bileimi kullanlmaktadr; 1.12.6.1 Hazr kalplama pestili / SMC (Sheet Moulding Composites) SMC takviye malzemesi olarak krplm lif ile dolgu malzemesi ieren bir reinenin nceden birletirilmesi ile oluan pestil biiminde malzemedir. Srekli lifler, 25-50 mm krplm olarak ve kompozitin toplam arlnn %25-30 orannda kullanlr. Genellikle 1m geniliinde ve 3mm kalnlnda retilir [7]. 1.12.6.2 Hazr kalplama hamuru / BMC (Bulk Moulding Composites) BMC takviye malzemesi olarak krplm lif ve dolgu malzemesi ieren bir reinenin nceden birletirilmesi ile oluan hamur biiminde malzemedir. Hazr kalplama bileimlerinin avantajlar [9]; ok geni tasarm esneklii Dzgn yzey Kolayca laklanabilme, boyanabilme ve kalp iinde yzeyin kaplanabilmesi Geri dntrlebilme ve hazrlnda geri dnm malzeme kullanabilme Metal gmme paralarn yerletirilmesi ile montaj kolayl Yksek alev dayanm Scaklk dayanm Soukta krlgan olmamal enjeksiyon kalplama (injection moulding)

Bu yntem RTM ye benzer bir yntemdir. Farkll reine/elyaf karmn kalp darsnda karm ve eritilerek basn altnda bo kalp iine enjekte ediliyor olmasndadr. Sadece dk viskoziteye sahip termoset reineler bu yntemde kullanlabilir. Dier yntemlere gre daha hzldr. ocuk oyuncaklarndan uak paralarna kadar birok rn bu yntemle retilebilmektedir.16

1.12.7 Vakum bonding / vakum bagging yntemi Kompozit malzeme (genellikle geni sandvi yaplar) nce bir kalba yerletirilir, ardndan bir vakum torbas en st katman olarak yerletirilir. erideki havann emilmesiyle vakum torbas, yatrlan malzemenin zerine 1 atmosferlik basn uygulayarak aaya ekilir. Sonraki aamada tm bileim bir frna yerletirilerek reinenin kr ilemi iin stlr. Bu yntem sklkla elyaf sarma ve yatrma teknikleri ile balantl olarak uygulanr. Kompozit malzeme tamir ilemlerinde de vakum bagging yntemi kullanlmaktadr [7].

ekil 1.9 Vakum bagging 1.12.8 Otoklav / autoclave bonding yntemi Termoset kompozit malzemelerin performanslarn artrmak iin elyaf/reine orann artrmak ve malzeme iinde oluabilecek hava boluklarn tamamen gidermek gerekmektedir. Bunun salanmas iin malzemeyi yksek s ve basnca uygulayarak salanabilir. Vakum bagging yntemindeki gibi szdrmaz bir torba ile elyaf/reine yatrmasna basn uygulanabilir. Fakat 1 atmosferden fazla dzenli ve kontrol edilebilir bir basncn uygulanabilmesi iin dsal basnca ihtiya duyulur. Bu uygulama iin, otoklav ynteminde de uygulanan ve kompleks ekillerde en ok kontrol edilebilen metot, dardan sktrlm gazn kompozit malzemenin iinde bulunduu kaba verilmesidir. Otoklav kesin basncn, snn ve emiin kontrol edilebildii basnl bir kaptr. Vacuum bagging yntemi ile benzerdir. Frn yerine bir otoklav kullanlr. Bylece zel amalar iin yksek kalitede kompozit retebilmek iin kr artlar tam olarak kontrol edilebilir. Bu yntem dierlerine oranla daha uzun srede uygulanr ve daha pahaldr.

17

1.12.9 Preslenebilir takviyeli termoplastik/glass mat reinforced thermoplastics (GMT) Kee trnde elyaf takviyesi ieren termoplastik reine ile yaplm plaka eklinde preslenebilir kalplamaya hazr zel amal bir takviyeli termoplastik eidini tanmlamaktadr. GMTnin hazrlanmas SMC ye benzemektedir. Ekstrude ederken ekilen bir termoplastik levha zerine yumuak haldeyken bir elyaf takviyesi yerletirilir. Bu katmanlarn zerine bir dier termoplastik levhada yumuakken yerletirilerek souk hadde silinirlerinin arasndan geirilir. Sertleen plakalar kesilerek preslenmeye hazr duruma getirilir. 1.13 Kompozit Malzemelerin Kullanm Alanlar Kompozit malzemelerin kullanm alanlar gnmzde ok gelimi boyutlara ulamtr. lkemizde henz ounun bo bulunduu bu alanlarn balcalar unlardr: Havaclk ve uzay sektr: bu sektr kompozit malzemelerin avantajlarnn kullanld ilk sektr olmutur. Cam, karbon ve kevler fiber kompozitleri uzun zamandan beri bu sektrde kullanlmakadr. rnein The Airbus A380 Dreamliner uanda arlka %25 kompozit kullanlmtr. Airbus gelecekte retecei uaklarda kompozit kullanmn gelitirmeyi planlamtr. Havaclk ve uzay sektrnde en ok yksek performans karakteristiklerinden dolay karbon fiber kompozitler kullanlmaktadr. Elle yayma metodu uzay ve havaclk sektrnde en ok kullanlan retim metodudur.

ekil 1.10 The Airbus A380 Dreamliner [8]18

Otomotiv sektr: Otomotiv sektrnde kompozit malzemelerin olduka geni kullanm alanlar vardr. Otomobil ve kamyon kaputu, kamyon ve otobs karoser paralar i demesi ve benzeri bu alanlardan bazlardr. Gnmzde birok yar arabasnn asesi karbon fiber kompozitten retilmektedir.

ekil 1.11 Kompozit vites kutusu ve arka sspansiyon [9] Elektrik ve elektronik sanayi: kompozit malzemeler yksek elektrik izolasyonu mekanik dayanm gibi stn nitelikleri nedeniyle her trl elektrik ve elektronik malzemede retim malzemesi olarak tercih edilmektedir. Bunlara rnek olarak ark sndrme nitesi orta gerilim izolatrleri rnek verilebilir. Spor sektr: Spor ve elence ekipmanlar kompozitlerin youn olarak kullanld balca alanlardan biridir. Kompozitlerin kullanld balca spor rnleri; golf sopalar, tenis raketleri balklk ekipmanlar ve karbon fiber kompozitten retilmi bisikletler rnek olarak verilebilir.

ekil 1.12 Karbon fiberden retilmi bir bisiklet [10] Dier sektrler: Tarm sektr, ev aletleri inaat sektr gibi kullanm alanlar da mevcuttur.19

2.BLM 2 2.1 SONLU ELEMANLAR METODU VE ANSYS PAKET PROGRAMI Temel Kavramlar

Sonlu elemanlar analiz metodu (FEA) ilk olarak 1956 ylnda Turner ve arkadalar tarafndan karmak mhendislik probleminin yaklak zmlerini elde etmek iin kullanlan bir hesaplama tekniidir. FEA birok mhendislik dalnda tasarm ve fiziksel modellemede temel adm haline gelmitir. Sonlu elemanlar metodunun temeli bir alann (domain) sonlu sayda alt alanlara (sub-domain) blnerek varyasyonel ya da arlklatrlm kalnt metotlar uygulanarak sistematik yaklak zmnn elde edilmesidir [11]. Sonlu elemanlar analiz metodu aadaki temel admlar ierir: Bir alann sonlu sayda alt alanlara blnmesi (elemanlar-mesh ilemi) nterpolasyon fonksiyonlarnn seimi Her eleman iin eleman matrislerinin retilmesi (tm alan iin global rijitlik matrisinin elde edilmesi iin) Snr artlarnn uygulanmas Denklemlerin zm Ek hesaplamalar (eer gerekli ise)

ekil 2.1 Bir insan kafatasn alara (mesh) blnm hali [12]

20

FEA da kullanlan temel yaklamlar: Direkt yaklam Arlklatrlm kalnt yaklam Varyasyonel yaklam

Dm noktalarnda (elemanlarn birletii noktalar-nodelar) toplanm kabul edilen ve snr gerilmeleri dengeleyen kuvvetler ile dm noktalarnn yer deitirmesi arasnda:Ku = F

(2.1)

Burada: K: sistemin rijitlik matrisi u: bilinmeyenler vektr F: kuvvet vektrdr. 2.2 Ansyse Giri

ANSYS yazlm mhendislerin mukavemet, titreim, akkanlar mekanii ve s transferiyle elektromanyetik alanlarnda fiziin tm disiplinlerinin birbiriyle olan tm disiplinlerinin birbiriyle olan etkileimlerini simule etmekte kullanlan bir sonlu elemanlar yazlmdr. ANSYS, rnlerin henz prototipleri retilmeden sanal ortamda test edilmelerine olanak salar. Ayrca sanal ortamdaki boyutlu simlasyonlar sayesinde yapnn zayf yanlarnn tespiti ve iyiletirilmesi ile mr hesaplarnn gerekletirilmesi ve muhtemel problemlerin n rlmesi mmkn olmaktadr [13]. 2.3 Ansysde Temel lemler

Genel olarak ANSYS kullanlarak yaplan sonlu elemanlar analizleri ana kademede gerekletirilir: Modelin oluturulmas o Basitletirme, idealletirme o Malzemenin ve veya malzemelerin zellilerinin tanmlanmas21

o A yapsnn oluturulmas (Mesh ilemi) zm o Snr artlarnn girilmesi o zmn elde edilmesi Sonularn okunmas o Sonularn izdirilmesi ya da listelenmesi o Doruluun kontrol edilmesi 2.3.1 ANSYS preprocessor (n ilem) Bu ilemde yaplanlar: Eleman tipinin belirlenmesi Eer gerekli ise (eleman tipine gre) sabitlerin girilmesi Malzeme zelliklerinin girilmesi Model ileminin oluturulmas Mesh ilemi

Snr artlarn girilmesi bu aamada gerekletirilebilecei gibi zm ilemi aamasnda(Solution Processor) da gerekletirilebilir. 2.3.2 Ansys solution processor Bu ilemde yaplanlar: Analiz tipinin seilmesi Snr artlarnn tanmlanmas zmn elde edilmesi

2.3.3 Ansys general postprocessor Bu blm sonularn okunduu ve yorumlandrld blmdr. Sonular tablo eklinde kontur izimler eklinde veya deforme olmu cisim biiminde sunulabilir. Ayrca animasyon yardmyla modelin yk altndaki davran gzlemlenebilir.

22

2.4

Ansys Ara Yz

Ansys ara yz pencerelerini genel olarak aklarsak; Ara mens: Oturum boyunca kullanlabilir olan dosya kontrol,seimler, grafik kontrolleri ve parametreler gibi fonksiyonlar ierir. Ana men: Preprocessor, Solution, Postprocessor ve dizayn optimizeleri tarafndan organize edilen temel ANSYS fonksiyonlarn ierir. Bu menden nemli modelleme komutlar bulunur. Komut satr: Bu pencereden komutlarn direkt olarak girilmesi mmkndr. ANSYS ara ubuu: bu blm ok sk kullanlan ANSYS komut ve fonksiyonlarn ierir ve zelletirilebilir. Grafik alan: grafiklerin gsterildii ve grafiksel iaretlemenin yapld alandr. bu pencerede modelin oluturulmas esnasnda yapnn farkl kademelerindeki durumlar gzlemlenebilir. Ayn zamanda analiz sonularnn grafiksel olarak verildii yerdir. kt penceresi: Verilerin listelenmesi gibi programdan kan text formatndaki bilgilerin gsterildii yerdir. Genellikle alta grafiksel kullanc ara yznn (Graphical User Interface-GUI) arkasnda ortaya kar ancak istenirse n tarafa ekilebilir. Standard ara mens: sk olarak kullanlan ANSYS komut butonlarn ierir. Analiz durum bilgisi: Grafiksel kullanc ara yznn alt tarafna yerlemitir ve analiz durumu hakknda bilgiler ierir.

23

kon mens

Ara mens Komut giri satr

Model ubuu

Ana men

Analiz bilgisi

Grafik alan

kt penceresi

ekil 2.2 ANSYS ara yz

24

3.BLM 3 3.1 SERBEST TTREM VE PROBLEMN TANIMLANMASI Giri

Son 20-30 yl ierisinde kompozit malzemeler konusundaki aratrma ve gelitirmeler konusunda ciddi bir art meydana gelmitir. Elyaf takviyeli tabakal kompozitler bu almalarn byk bir blmn oluturmaktadr. Yksek mukavemet/zgl oran ve elastisite modl / arlk oran gibi stn zelliklere sahip olmalar nedeni ile bu malzemeler uzay, otomotiv, denizcilik, inaat, vb alanlarda kullanlmakta ve genellikle metallerin yerini almaktadrlar. Ancak kompozit malzemelerin ortaya kmasyla birlikte yeni problemlerde domu ve bu problem zerinde aratrmalar yaplmtr. Bunlardan bir tanesi de tabakal kompozit malzemelerin titreim davranlardr [14]. 3.2 Problemin Tanmlanmas

Bu tez almasnda, iki delikli E-glass/epoksi tabakal bir ucu ankastre-dier ucu serbest kompozit plakann dzlem d serbest titreim davran (ilk mod iin) incelenmitir (ekil 3.1). Kompozit plakann boyu L=150mm, genilik W=25 mm ve delik aplar D=5mm sabit tutulmutur. ki delik arasndaki mesafenin kompozitin boyuna oran (K/L) ve ankastre u ile 1.delik merkezi arasndaki mesafenin kompozitin boyuna oran (E/L) geometrik parametreleri tanmlanmtr. Her tabakann kalnl 0.1875mm olup, 4 farkl tabaka dizilii incelenmitir. Bunlar [0]8, [(0/90)2]s, [(45/45)2]s, [90]8 olu p srasy la Gru p A, B, C ve D olarak isimlendirilmitir. Tablo 3.1de incelenen geometrik parametrelerin deiimi gsterilmitir. Tablo 3.1 ncelenen geometrik parametreler ve deiimleriGeometrik Parametreler (*) E/L K/L Deiim 1/6, 2/6, 3/6, 4/6 1/6, 2/6, 3/6, 4/6 (*)D=5 mm, W=25 mm ve L=150 mm sabittir.

Kompozit malzemenin mekanik zellikleri Tablo 3.2de verilmitir.

25

Tablo 3.2 Kompozit malzemenin mekanik zellikleri [15]Mekanik zellikler E1 (GPa) E2=E3 (GPa) G12=G23=G13 (GPa) 12, 23, 31 Vf (%) (kg/m3) tply (mm) Deer 39 8.2 2.9 0.29 60 2000 0.1875

ekil 3.1 ki delikli kompozit plaka 3.3 Ansys le Serbest Titreim Analizi Ve Nmerik Verifikasyon

Bu blmde, literatrde mevcut olan bir titreim problemi aynen ele alnm, sonular karlatrlarak modelin doruluu ispatlanmtr. Verifikasyonda kullanlan kompozit malzemenin zellikleri Tablo 3.3de verilmitir. Kompozit plaka 20 tabakadan olumakta, tabaka dizilii [(0/90)10]s eklindedir. Kompozit plaka 1.219 m x 0.914 m x 6.35 mm boyutlarndadr. Problemde kompozit plakann drtkenarnn da x,y ve z ynnde dnme ve telenmeleri kstlanmtr. Problemin geometrisi, uygulanan snr ve snr artlar ekil 3.2de gsterilmitir.

26

Tablo 3.3 Kompozit malzemenin (S2 cam/epoksi) mekanik zellikleri [16]Mekanik zellikler Ex (GPa) Ey=Ez (GPa) Gxy=Gxz (GPa) Gyz (GPa) xy=xz yz (kg/m )3

Deer 43.3 12.7 4.5 2 0.29 0.5 1800 0.3175

tply (mm)

ux=uy=uz=0 rotx=roty=rotz=0 0.0247 m2 lik alana z ynnde 2250 N yk uyguland.

ux=uy=uz=0 rotx=roty=rotz=0

ux=uy=uz=0 rotx=roty=rotz=0

y x(fiber dorultusu)ux=uy=uz=0 rotx=roty=rotz=0

z

ekil 3.2 Ykleme ve snr artlar 3.4 Bu Ansys ile Analiz Aamalar blmde, verifikasyonda kullanlan problem adm adm ANSYSde

modellenecektir.

27

3.4.1 Programn altrlmas

ekil 3.3 ANSYS programnn altrlmas 3.4.2 Analiz tipinin seilmesi ANSYS Main Menu>Preferences>Structural>OK.

ekil 3.4 Analiz tipinin seilmesi 3.4.3 Eleman tipinin seilmesi Ansys Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add-Edit-Delete>Add>Shell>Linear Layer 99>OK.28

ekil 3.5 Eleman tipinin seilmesi 3.4.4 Seilen eleman tipinin ayarlanmas Ansys Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add-Edit-Delete>Options>K8-All layers>K9-Mid thk layer>OK>Close.

ekil 3.6 Eleman tipinin ayarlanmas 3.4.5 Tabaka saysnn ve tabaka alarnn, kalnlklarnn girilmesi Ansys Main Menu>Preprocessor>Real constants>Add>OK>OK>Number of layers blmne tabaka says 20 olarak girilir. Layer symmetry key blmne 1 deeri girilerek kompozit simetrik olduu tanmlanr. Sadece ilk 10 tabakann deerleri girilir.29

Tekrar OK butonuna basldktan sonra tabaka alar ve tabaka kalnlklar (metre cinsinden) girilir. Gelen ekranda OK butonuna baslarak ilem tamamlanr.

Tabaka alarnn girildii blm

Tabaka kalnlklarnn girildii blm

ekil 3.7 Tabaka saysnn ve tabaka alarnn, kalnlklarnn girilmesi

30

3.4.6 Malzeme zelliklerinin girilmesi ift tklanarak ANSYS Main Menu> Preprocessor>MaterialProps>Elastic>Orthotropic malzeme zellikleri Pascal cinsinden girilir.OK butonuna baslr ekran kapanmadan malzemenin younluu girilir.

Kompozit malzemenin mekanik zellikleri

Kompozit malzemenin younluu

ekil 3.8 Malzeme zelliklerinin girilmesi

31

3.4.7 Shell lay-up tanmlamalar ANSYS Main Menu>Preprocessor>Sections>Shell>Lay-up>Add/Edit aadaki ilemler yaplr ve OK butonuna baslr.

Simetrinin eklenmesi

lk 10 tabakann kalnlklarnn girilmesi

Tabaka alarnn girilmesi

ekil 3.9 Shell lay-up tanmlamalar 3.4.8 Eleman koordinat sisteminin tanmlanmas ve elemanlara atanmas

ekil 3.10 Eleman koordinat sisteminin tanmlanmas ve elemanlara atanmas32

00 derece al tabakalar ykleme dorultusunda ynlendirmek iin komut satrna LOCAL,11,CART,0,0,0,0,0,0 komutu yazlarak local bir koordinat sistemi oluturulur. 3.4.9 Modelin oluturulmas

0.6095+0.6095=1.219 (Kompozitin boyu) 0.457+0.457=0.914 (kompozitin eni)

ekil 3.11 Modelin oluturulmas33

3.4.10 Elemanlara ayrma ilemi (Mesh ilemi) Modelin yatay kenarlar 26, dey kenarlar 20 elemana blnmtr. Ansys Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Tool> Lines>Set>OK>No of element divisions (deerler 26 ve 20 olarak girilir)>OK

ekil 3.12 Elemanlara ayrma ilemi (Mesh ilemi)34

Ansys Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Tool>Mapped>Mesh>OK

ekil 3.13 Modelin mesh hali 3.4.11 Ykleme ve snr artlarnn girilmesi Ansys Main Menu>Preprocessor>Loads>Define loads>Apply>Structural>Displcament>On lines> 4 kenar seilir >OK>All DOF>OK Bylece drt kenar ankastre mesnetlenmi olur.

ekil 3.14 Snr artlarnn girilmesi35

Ansys Main Menu > Preprocessor > Loads > Define loads > Apply > Structural > Force/Moment > On nodes > Plakann 0.0247m2 lik blmne diyagonal ekilde (45 dm noktas) 2250 Nluk yk uygulanm olur.Bu ykleme balistik arpma iin makul bir deerdir.

ekil 3.15 Ykleme yaplmas36

ekil 3.16 Plakann yklenmi hali 3.4.12 zm Ansys Main Menu>Solution>Analysis Type>New analysis>Modal>OK Ansys Main Menu>Solution> Analysis Type>Analysis options>Subspace seilir. lk 5 modun doal frekans inceleneceinden No of modes to extract blmne 5 deeri girilir.>OK Ansys Main Menu>Solution>Solve >Current LS>OK

ekil 3.17 Analiz ayarlarnn yaplmas I37

ekil 3.17 Analiz ayarlarnn yaplmas II

ekil 3.18 Analizin yaplmas38

3.4.13 Sonularn okunmas Ansys Main Menu>General Postproc>List results>Detailed summary lk 5 modun frekans deerleri bulunmu olur.

ekil 3.19 lk 5 modun doal frekans deerleri 3.4.14 Mod ekilleri

ekil 3.20 Birinci mod39

ekil 3.21 kinci mod

ekil 3.22 nc mod

40

ekil 3.23 Drdnc mod

ekil 3.24 Beinci mod Ansys Main Menu>General Postproc>Read results>First set (birinci mod iin) Ansys Main Menu>General Postproc>Contour Plot>Nodal Solution>DOF>Z

displacement. Bu sra dier 4 mod iinde uygulanr.41

3.4.15 Nmerik verifikasyon Bu blmde analizde elde edilen sonular ile literatrdeki mevcut sonularla karlatrlm ve modelin doruluu ispatlanmtr. Tablo 3.4 Nmerik verifikasyonMod numaras 1 2 3 4 5 [16 nolu referans] Frekans (Hz) 36.97 62.83 87.22 106.16 108.13 Bu alma Frekans (Hz) 36.99 62.86 87.29 106.24 108.17

3.5

Problemin Modellenmesi

Bu blmde, problemin geometrisinin oluturulmasna kadar olan aamalar (eleman tipinin belirlenmesi, malzeme zelliklerinin girilmesi, tabaka a ve kalnlklarnn tanmlanmas vs.), nmerik verifikasyon aamalaryla ayn olduundan tekrar verilmeyecektir. 3.5.1 Deliklerin delinmesi

Ansys Main Menu>Preprocessor>Modeling>Areas>Circle>Solid circle>Uygun x ve y koordinatlar girilir ve karlacak daireler oluturulur. 1.Delik WPx= -50, WPy= 0, Radius= 2.5 1.Delik WPx= -25, WPy= 0, Radius= 2.5

42

ekil 3.25 Deliklerin delinmesi I

43

Ansys Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Area, nce plaka seilir OK butonuna baslr daha sonra karlacak delikler srayla seilir OK butonuna baslr.

ekil 3.25 Deliklerin delinmesi II 3.5.2 Key-pointlerin oluturulmas Ansys Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Key-points>In Active CS ile uygun koordinatlar girilerek key-pointler oluturulur.

ekil 3.26 Key-pointlerin oluturulmas44

3.5.3 izgilerin oluturulmas AnsysMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Straight lines ile keypointsler ekildeki gibi birletirilir.

ekil 3.27 izgilerin oluturulmas Ansys Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>Area by line>Pick all>Pick all. Bylece, alanlar oluturulmu olur. Ansys Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Glue>Areas>Pick all. zigiler boyunca paralara ayrlan plaka, tekrar bir btn haline getirilir. Bu ilemler, daha sonra anlatlacak mesh ileminin dzenli olmas iin gereklidir. 3.5.4 Mesh ilemi Ansys Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh tool>Lines>Set yolu izlenerek delik evresindeki kenarlar seilir. No element division blmne 10 girilerek delik ve evresindeki kenarlar 10 elemana blnm olur. Dier kenarlar da benzer ekilde elemanlara ayrlr.

45

ekil 3.28 Mesh ilemi 3.5.5 Snr artlarnn girilmesi, zm ve sonularn okunmas

Snr artlarnn girilmesi, zm ve sonularn okunmas yukardaki blmde verildiinden bu blmde sadece sonular verilecektir.

46

Tablo 3.5 [0]8 tabaka dizilie sahip kompozit plakann dzlem-d titreim frekanslar (E/L=1/6, K/L=1/6)Mod numaras 1 2 3 (*) = L2 2 E1W 1/ 2

Frekans, (Hz) 46.37 297.02 827.27

Boyutsuz Frekanslar (*) 0.2988 1.9143 5.3317

ekil 3.29 Birinci mod yaps

47

ekil 3.30 kinci mod yaps

ekil 3.31 nc mod yaps

48

4.BLM

4

ANALZ SONULARI VE RDELENMES

Tablo 4.1de K/L oran sabitken 1.delik merkezinin ankastre utan itibaren serbest uca doru kaydrlmas sonucunda elde edilen doal frekans deerleri verilmitir. Grld gibi, A grubu kompozit plakalar, incelenen tm durumlar iin en yksek doal frekans deerlerine sahiptir. Frekans deerleri, Adan Bye, Bden Cye ve Cden Dye doru bir d gstermektedir. En dk doal frekans deerleri D grubu kompozit plakalarda elde edilmitir. A grubu kompozit plakalarda 1. Mod doal frekans deerleri ankastre utan serbest uca doru art gstermitir. Benzer durum B ve C grubu kompozit plakalarda da gzlemlenmitir. Tablo 4.1 K/L=1/6 iken boyutsuz frekanslarFiber dizilii E/L 1.mod 1/6 2.mod 3.mod 1.mod 2/6 2.mod 3.mod 1.mod 3/6 2.mod 3.mod 1.mod 4/6 2.mod 3.mod 0.2988 1.9143 5.3317 0.3035 1.8981 5.3246 0.3069 1.8847 5.3008 0.3096 1.9008 5.2676 0.2606 1.6675 4.6497 0.2643 1.6563 4.6430 0.2671 1.6445 4.6238 0.2694 1.6566 4.5973 0.1578 1.0045 5.6969 0.1595 1.0026 5.6659 0.1608 0.9972 5.6670 0.1620 1.0000 5.6617 0.1381 0.8807 2.4631 0.1396 0.8769 2.4590 0.1408 0.8723 2.4508 0.1228 0.8760 2.4405 A B C D

D grubu kompozitlerde, 1. delik kompozit plakann orta noktasndan itibaren saa doru kaydrldnda frekans deerlerinde d gzlemlenmitir. Buna gre, D grubu49

kompozitler iin 1. Moda kritik E/L orannn 3/6 olduu sylenebilir. 2. Mod frekans deerleri incelendiinde, tm kompozit plakalarn benzer davran gsterdii grlmtr. Plakalarda, 1. delik kompozit plakann orta noktasna kadar kaydrldnda 2. Mod frekans deerlerinde d, bu noktadan sonra hafif bir art gzlemlenmitir. Plakalarn 3. Mod doal frekans deerleri, 1.delik merkezi ankastre utan serbest uca doru d gstermitir. Tablo 4.2 E/L=1/6 iken boyutsuz frekanslarFiber dizilii K/L 1.mod 1/6 2.mod 3.mod 1.mod 2/6 2.mod 3.mod 1.mod 3/6 2.mod 3.mod 1.mod 4/6 2.mod 3.mod 0.2988 1.9143 5.3317 0.3007 1.8983 5.3633 0.3021 1.9008 5.3066 0.3033 1.9157 5.3275 0.2606 1.6675 4.6497 0.2621 1.6552 4.6731 0.2633 1.6567 4.6296 0.2643 1.6682 4.6450 0.1578 1.0045 5.6969 0.1585 1.0000 5.6678 0.1591 0.9991 5.6977 0.1597 1.0030 5.6620 0.1381 0.8807 2.4631 0.1387 0.8762 2.4694 0.1393 0.8760 2.4537 0.1398 0.8802 2.4586 A B C D

Tablo 4.2de E/L oran sabitken delikler arasndaki mesafenin artmas durumda elde edilen doal frekans deerleri verilmitir. Buna gre, A grubu kompozit plakalar, incelenen tm durumlar iin en yksek doal frekans deerlerine sahiptir. Frekans deerleri, Adan Bye, Bden Cye ve Cden Dye doru bir d gstermektedir. En dk doal frekans deerleri D grubu kompozit plakalarda elde edilmitir. Tm kompozit plakalar iin, delikler arasndaki mesafe bydke 1. Mod frekans deerleri art gstermitir. 2. Mod frekans deerleri, A ve B grubu kompozitlerde, K/L oran 1/6dan 2/6ya hafif bir d gstermi bu noktadan sonra 2.mod frekans deerlerinde50

art gzlemlenmitir. En yksek 2. Mod doal frekans deeri delik aras mesafe en byk olduunda elde edilmitir. A ve B grubu kompozitler iin kritik K/L orannn 2/6 olduu sylenebilir. C ve D grubu kompozitlerde, 2. Mod frekans deerleri, delikler aras mesafe artarken (K/L oran 4/6ya kadar) bir d gstermi daha sonra hafif bir art gzlemlenmitir. Buna gre, C ve D grubu kompozitler iin kritik K/L orannn 4/6 olduu sylenebilir. 3.mod doal frekans deerleri A, B ve D grubu kompozitlerde delikler aras mesafe arttka nce art sonra d eklinde bir dalgalanma gstermitir. C grubu kompozitlerde bu durumun tam tersi sz konusudur. A, B ve D grubu kompozitlerde, en yksek 3. Mod frekans deerleri delikler aras mesafe K/L oran 2/6 olduunda yani 2.delik merkezi plakann ortasnda iken elde edilmitir.

51

5

KAYNAKA

[1] Kaw, A. K. , Mechanics of Composite Materials, Taylor&Francis, 2006. [2] Eager, T. W. , Whither advanced material, Adv. Mater. Processes, 25 June 1991. [3] Ak ta, A. ve Polat Z., Imp r i g Streng th Performan c of Adhesively Bonded ov n e Single Lap Composite Joints, Journal of Composite Materials, Vol. 44, p.2919-2918. [4] ahin, Y. , Kompozit Malzemelere Giri, Sekin Yaynlar 2.Bask, 2006 [5] nder, A. ,First Failure Pressure Vessel of Composite Pressure Vessels, MSc. Thesis, Dokuz Eylul University Graduate School of Natural and Applied Sciences, 2007 [6] am, Y. Ve zd e mir H.O. , Yanal Delaminasyon Blg e eren Termoplastik si Tabakal Kompozitlerde Burkulma Analizi, Graduation Thesis, Dokuz Eylul University Mechanical Engineering Department, 2005. [7 ] lgn F. , Analysis of Comp osite Bars In To r sion MSc. Thesis, Dok u z Eylul University Graduate School of Natural and Applied Sciences, 2005. [8]http://www.corpu.com/weekly/article/boeings-new-learning-model-drivesdreamliner-completion/ [9] Savage G., Sub -Crtcal Crack Growth In Hghly Stressed Formula 1 Race Car Composte Suspenson Components, Anales De La Mecnica De Fractura, Vol 1 (2007) [10] Http://Www.Tradenote.Net/Carbon_5/ [11] Reddy. , J. , Introduction to Finite Element Method, Mc Graw-Hill, 1993. [12] Http://Qwikstep.Eu/Search/Animation-Skull.Html [13] Mad e nci, E. , G v . , The Fin te Element Method And Ap p en. i lication s n Engineering Using ANSYS, Springer, 2006 [14] evik, M. ,apraz-Tabakal Ve Al Tabakal Kompozit Konsol Kirilerin Serbest Titreim Analizi, Frat niversitesi Fen ve Mhendislik Bilimleri Dergisi , Cilt 19, No 2, p.139-145, 2007 [15] Baba, B. O. , Bunckling Behavior of Laminated Composite Plates, Journal of Reinforced Plastics and Composites , Wall. 26, p.1637-165552

[16] Wenk, J. F. , A Finite Element Analysis of Damage Accumulation In Heterogenous Structures, Graduation Thesis, Purdue University Mechanical

Engineering Department, 2003.

53

ANSYS INPUT FILEE/L=1/6, K/L=1/6/NOPR ! Suppress printing of UNDO process /PMACRO ! Echo following commands to log FINISH ! Make sure we are at BEGIN level /CLEAR,NOSTART ! Clear model since no SAVE found ! WE SUGGEST YOU REMOVE THIS LINE AND THE FOLLOWING STARTUP LINES ! WE SUGGEST YOU REMOVE THIS LINE AND THE FOLLOWING STARTUP LINES ! WE SUGGEST YOU REMOVE THIS LINE AND THE FOLLOWING STARTUP LINES /input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1 /GRA,POWER /GST,ON /PLO,INFO,3 /GRO,CURL,ON /CPLANE,1 /REPLOT,RESIZE WPSTYLE,,,,,,,,0 /REPLOT,RESIZE !* /NOPR /PMETH,OFF,0 KEYW,PR_SET,1 KEYW,PR_STRUC,1 KEYW,PR_THERM,0 KEYW,PR_FLUID,0 KEYW,PR_ELMAG,0 KEYW,MAGNOD,0 KEYW,MAGEDG,0 KEYW,MAGHFE,0 KEYW,MAGELC,0 KEYW,PR_MULTI,0 KEYW,PR_CFD,0 /GO !* !* /PREP7 !* ET,1,SHELL99 !* KEYOPT,1,2,0 KEYOPT,1,3,0 KEYOPT,1,4,0 KEYOPT,1,5,0 KEYOPT,1,6,0 KEYOPT,1,8,1 KEYOPT,1,9,1 KEYOPT,1,10,0 KEYOPT,1,11,0 !* *SET,_RC_SET,1, R,1 !* RMODIF,1,1,8,1,0,0,0,0 !* RMODIF,1,13,1,90,0.0001875,1,90,0.0001875, RMODIF,1,19,1,90,0.0001875,1,90,0.0001875, RMODIF,1,25,1,0,0,1,0,0, RMODIF,1,31,1,0,0,1,0,0, !* !* !* MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,39000000000 MPDATA,EY,1,,8200000000 MPDATA,EZ,1,,8200000000 MPDATA,PRXY,1,,0.29 MPDATA,PRYZ,1,,0.29 MPDATA,PRXZ,1,,0.29 MPDATA,GXY,1,,2900000000 MPDATA,GYZ,1,,2900000000

54

MPDATA,GXZ,1,,2900000000 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,,2000 sect,1,shell,, secdata, 0.0001875,1,90.0,3 secdata, 0.0001875,1,90.0,3 secdata, 0.0001875,1,90.0,3 secdata, 0.0001875,1,90.0,3 secdata, 0.0001875,1,90.0,3 secdata, 0.0001875,1,90.0,3 secdata, 0.0001875,1,90.0,3 secdata, 0.0001875,1,90.0,3 secoffset,MID seccontrol,,,, , , , LOCAL,11,CART,0,0,0,0,0,0 RECTNG,-0.075,0.075,-0.0125,0.0125, CYL4,-0.050,0,0.0025 CYL4,-0.025,0,0.0025 FLST,3,2,5,ORDE,2 FITEM,3,2 FITEM,3,-3 ASBA, 1,P51X K, ,-0.075,0,, /DIST,1,0.729,1 /REP,FAST /DIST,1,1.37174211248,1 /REP,FAST K, ,0.075,0,, K, ,-0.065,0,, K, ,-0.065,0.0125,, K, ,-0.050,0.0125,, K, ,-0.040,0.0125,, K, ,-0.040,0,, K, ,-0.040,-0.0125,, K, ,-0.050,-0.0125,, K, ,-0.060,-0.0125,, FLST,2,2,3,ORDE,2 FITEM,2,15 FITEM,2,-16 KDELE,P51X K, ,-0.060,-0.0125,, KDELE, 22 K, ,-0.060,0,, K, ,-0.060,0.0125,, K, ,-0.035,0.0125,, K, ,-0.035,0,, K, ,-0.035,-0.0125,, K, ,-0.025,-0.0125,, K, ,-0.015,-0.0125,, K, ,-0.015,0,, K, ,-0.015,0.0125,, K, ,-0.025,0.0125,, /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST LSTR, 23, 27 LSTR, 25, 29 LDELE, 13 FLST,2,3,3,ORDE,2 FITEM,2,23 FITEM,2,-25 KDELE,P51X KDELE, 25 KDELE, 25 LDELE, 14, , ,1 /DIST,1,1.08222638492,1

55

/REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST KPLOT K, ,-0.015,0.0125,, K, ,-0.035,0.0125,, K, ,-0.035,0,, K, ,-0.035,-0.0125,, LSTR, 29, 23 LSTR, 24, 27 LSTR, 24, 29 LSTR, 29, 27 LSTR, 27, 23 LSTR, 23, 24 LSTR, 30, 26 LSTR, 25, 28 LSTR, 22, 20 LSTR, 15, 18 LSTR, 17, 21 LSTR, 16, 19 LSTR, 18, 20 LSTR, 20, 15 LSTR, 15, 22 LSTR, 22, 18 LSTR, 18, 24 LSTR, 19, 25 LSTR, 20, 29 LSTR, 27, 2 LSTR, 2, 14 LSTR, 14, 28 LSTR, 23, 3 LSTR, 3, 14 /DIST,1,1.37174211248,1 /REP,FAST /DIST,1,1.37174211248,1 /REP,FAST LPLOT /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST LSTR, 16, 13 FLST,3,37,4,ORDE,2 FITEM,3,1 FITEM,3,-37 ASBL, 4,P51X FLST,2,22,5,ORDE,4 FITEM,2,1 FITEM,2,-3 FITEM,2,5 FITEM,2,-23 AGLUE,P51X /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST FLST,2,22,5,ORDE,4 FITEM,2,1 FITEM,2,-3 FITEM,2,5 FITEM,2,-23 AGLUE,P51X FLST,5,22,5,ORDE,4 FITEM,5,1 FITEM,5,-3 FITEM,5,5 FITEM,5,-23 CM,_Y,AREA ASEL, , , ,P51X CM,_Y1,AREA

56

CMSEL,S,_Y !* CMSEL,S,_Y1 AATT, 1, 1, 1, 11, 1 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 !* LPLOT /DIST,1,0.729,1 /REP,FAST /DIST,1,0.729,1 /REP,FAST /DIST,1,1.37174211248,1 /REP,FAST /DIST,1,1.37174211248,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,0.924021086472,1 /REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST /DIST,1,1.08222638492,1 /REP,FAST FLST,5,48,4,ORDE,5 FITEM,5,38 FITEM,5,-43 FITEM,5,46 FITEM,5,49 FITEM,5,-89 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,10, , , , ,1 !* FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,5,33 FITEM,5,36 FITEM,5,44 FITEM,5,47 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,10, , , , ,1 !* FLST,5,3,4,ORDE,3 FITEM,5,32 FITEM,5,34 FITEM,5,-35

57

CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,90, , , , ,1 !* FLST,5,3,4,ORDE,2 FITEM,5,29 FITEM,5,-31 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,5, , , , ,1 !* FLST,5,3,4,ORDE,3 FITEM,5,37 FITEM,5,45 FITEM,5,48 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,15, , , , ,1 !* MSHAPE,0,2D MSHKEY,1 !* FLST,5,22,5,ORDE,4 FITEM,5,1 FITEM,5,-3 FITEM,5,5 FITEM,5,-23 CM,_Y,AREA ASEL, , , ,P51X CM,_Y1,AREA CHKMSH,'AREA' CMSEL,S,_Y !* AMESH,_Y1 !* FLST,2,2,4,ORDE,2 FITEM,2,44 FITEM,2,47 !* /GO DL,P51X, ,ALL, FINISH /SOL !* ANTYPE,2 !* !* MODOPT,SUBSP,10 EQSLV,FRONT MXPAND,10, , ,0 LUMPM,0 PSTRES,0 !* MODOPT,SUBSP,10,0,0, ,OFF RIGID, SUBOPT,8,4,14,0,0,ALL !* /STATUS,SOLU SOLVE

58

Documents

Ansys Deiki Delikli Kompozit Analizi