Yapıştırıcı İle Birleştirilmiş Tek Bindirmeli Dokumalı Kompozit Yapıların Eğilme Hasarı

Abstract

Polimer matrisli kompozit malzemeler hafiflikleri ile birlikte üstün dayanım ve rijitliklerinden dolayı hava-uzay yapıları, otomotiv ve denizcilik endüstrilerinde kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bu malzemelerden yapılan yapılar; tamir için, gerek birbirleriyle gerekse de diğer yapı elemanlarıyla bağlantıları için çeşitli avantajlarından dolayı yapıştırılarak birleştirilmektedir. Bu çalışmada epoksi yapıştırıcıyla birleştirilmiş polimer matrisli dokumalı kompozitlerin eğilme halindeki davranışı deneysel olarak araştırılmış ve sonlu eleman modellemesi yapılmıştır. Çalışmada kullanılan yapıştırıcı BMS 5-101 tipi film yapıştırıcıdır ve kullanılan dokumalı cam kompozit (0/45/90/-45)2 şeklinde dizilmiştir. Sonlu eleman modeli ile yapışmış elemanlardaki gerilmeler, oluşacak hasar durumları irdelenmiş ve sonuçlar deneysel çalışma ile karşılaştırılmıştır. Tek bindirmeli olarak yapıştırılmış dokumalı kompozit yapının yapıştırma bölgesindeki kayma gerilmesinin hasara olana etkisi incelenmiştir. Üç nokta eğme deneyi esnasında numunede oluşan eğrilik yarıçapı belirlenmiş, oluşan hasarın kritik eğrilik yarıçapı ile olan ilişkisi araştırılmıştır. Ayrıca yapıştırma bölgesi yakınında oluşan kayma gerilmeleri tabaka yerleşim durumunu bağlı olarak karşılaştırılmıştır.

The use of polymer matrix composites in aerospace, space, automotive and marine industries has increased due to their superior lightness along with high strength and/or stiffness. The composite structures are bonded for repair, and to join each other and for other structural members. In this study, the behavior of adhesively bonded lap joints made of woven composites and epoxy adhesive are investigated and modeled using finite element method. The adhesive used is a film adhesive of BMS 5-101 and the substrates are glass/epoxy laminates (0/45/90/-45)2. The finite element model is used to investigate the bending stresses of the substrates and failure modes are studied, and compared with experimental work. The effect of shear stress near bond region of the lap joint on the failure is investigated. Critical bend radius during bending of the joint is studied, and the relation between critical bend radius and failure is investigated. Shear stresses near bond region are compared for composite plies.