1

09.02.2022

Örnek Problem 9.2*

0⁰ lik fiber yönlendirme açısına sahip bir kompozit tabaka, rijid bir kalıp içerisine yerleştirilmiştir. Kalıp iç yüzeyleri ile tabaka dış yüzeyleri sürtünmesiz temasta olup bir sıkıştırma sözkonusu değildir. Tabakanın gerekli malzeme özellikleri alttaki tabloda verilmiştir. Buna göre

a-) Mukavemet sınırları içerisinde bu tabakanın sıcaklığı maksimum ne kadar arttırılabilir? Maksimum Gerilme Kriterine göre belirleyiniz. (bu şıkkın cevabı ders notlarında mevcuttur.)

b-) Fiber yönlendirme açısı θ = 30⁰ ve ΔT = 50 ⁰C için Tsai Hill ve Modifiye Tsai-Hill kriterine göre hasar kontrolü yapınız.

Çözüm:

Düzleme dik olan kalınlık yönünde (3 yönünde) şekil değiştirme sınırlandırılmadığından bu yönde gerilme oluşmaz. Dolayısıyla bu problem düzlem bir problemdir.

Minor poisson oranı:

(* Bu örnek ısıl yüklemelerle ilgili formül çıkarmaları da içermektedir.)

9. Termal Yüklemeler

Kompozit Malzeme Mekaniği-Ders Notları-Prof.Dr.Mehmet Zor

2

02.02.2022

b-) Fiber yönlendirme açısı θ = 30⁰ ve ΔT = 50 ⁰C için Tsai Hill ve Modifiye Tsai-Hill kriterine göre hasar kontrolü yapınız.

Denk. 9.5.b den, global ısıl genleşme katsayılarını hesaplarsak:

(1 / ⁰C )

4 yüzeyinden de sınırlandırıldığı için global gerinmeler sıfırdır:

Denk. 9.4 den, :

Global gerilmeleri hesaplarsak :

9. Termal Yüklemeler

Kompozit Malzeme Mekaniği-Ders Notları-Prof.Dr.Mehmet Zor

3

02.02.2022

Kompozit Malzeme Mekaniği-Ders Notları-Prof.Dr.Mehmet Zor

9. Termal Yüklemeler

4

02.02.2022

Global gerilme değerleri:

Denk.6.7 ‘den Lokal gerilmeleri hesaplayalım:

Lokal gerilme değerleri:

9. Termal Yüklemeler

Kompozit Malzeme Mekaniği-Ders Notları-Prof.Dr.Mehmet Zor

5

02.02.2022

Modifiye Tsai-Hill Kriterine göre Hasar Kontrolü;

(Hasarsızlık Şartı):

hasar oluşmaz.

Denk. 7.7

Tsai-Hill Kriterine göre Hasar Kontrolü:

(Hasarsızlık Şartı):

hasar oluşur.

Denk.7.6

9. Termal Yüklemeler

Kompozit Malzeme Mekaniği-Ders Notları-Prof.Dr.Mehmet Zor