Kompozit Yamalar ile Tamir Edilmiş Çatlaklı Sandviç Kirişlerin Eğilme Darbe Davranışları

Bu çalışma, deneysel ve sayısal olarak kompozit yamalar ile tamir edilen çatlaklı sandviç kirişlerin eğilme darbe davranışını araştırmaktadır. Sandviç kiriş elemanları yüzey tabakaları, cam elyaf takviyeli kompozit, köpük çekirdek, PVC malzeme ve yapıştırıcı tabakalardır. Üst yüzey tabakasına çatlak oluşturularak hasar verilmiştir ve kompozit yama yapıştırılarak tamir edilmiştir. Düşük hızlı darbe davranışı, farklı yama malzemeleri, kalınlıkları ve darbe enerjileri açısından incelenmiştir. Sayısal darbe analizleri, kompozit sandviç kirişin hasar davranışını modellemek ve deneysel darbe testi sonuçlarını karşılaştırmak için yapılmıştır. PYTHON program dili ile parametrik modelleneme yapılmıştır. Sonlu elemanlar alt programı ABAQUS-VUMAT kullanılarak 3B Hashin hasar modelleri kompozit yama ve yüzey tabakalarına uygulanmıştır. Son olarak, hasarlı kirişin eğilme rijitliği yama uygulaması ile artırılmıştır. Sandviç kirişlerin hasar toleransları, temas kuvveti değişimleri, kinetik enerji varyasyonları ve darbe sonrası hasar modları dikkate alınarak farklı yama parametreleri için belirlenmiştir.

Flexural impact Response of Cracked Sandwich Beams Repaired by Composite Patches

This study focused on the flexural impact response of cracked sandwich beams repaired by composite patches experimentally and numerically. The sandwich beam members are face-sheets, glass-fiber reinforced plastic (GFRP) composite material, foam core, PVC material, and adhesive layer. The cracked was created on the surface of the top face-sheet to damage it and it was repaired by bonding external composite patch. Low-velocity impact response was investigated in terms of different patch materials, thicknesses, and impact energies. The impact analysis was performed to model the damage behavior of the composite sandwich beam and to compare experimental impact test results. 3D Hashin damage models were used to obtain damage characteristic of composite laminates with patch application using the explicit finite element subroutine ABAQUS-VUMAT with scripting language via PYTHON programme language. Finally, the bending stiffness of the cracked beam was increased using the patch application. Damage tolerances of sandwich beams were determined for different patch parameters considering contact force variations, kinetic energy variations and after-impact damage modes.

___

  • Balaganesan, G. & Khan, V.C. (2016). Energy absorption of repaired composite laminates subjected to impact loading, Composites Part B, 98, 39-48.
  • Mall, S. & Conley, D.S. (2009). Modeling and validation of composite patch repair to cracked thick and thin metallic panels, Composites: Part A, 40, 1331-1339.
  • Shams, S.S. & El-Hajjar, R.F. (2013). Overlay patch repair ofscratch damage incarbon fiber/epoxylaminated composites, Composite s: Part A, 49, 148-156.
  • Albedah, A., Khan, S.M.A., Benyahia, F. & Bouiadjra, B.B. (2016). Effect of load amplitude change on the fatigue life of cracked Al plate repaired with composite patch, International Journal of Fatigue, 88, 1-9.
  • Cheng, P., Gong, X.J., Aivazzadeh, S. & Xiao, X. (2014). Experimental observation of tensile behavior of patch repaired composites, Polymer Testing, 34, 146-154.
  • Constantin, N., Sandu, M., & Sorohan, S. (2013). Restoration of the mechanical performance of damaged Al panels using bonded composite repair patches, International Journal of Adhesion & Adhesives, 42, 69-76.
  • Errouane, H., Sereir, Z., & Chateauneuf, A. (2014). Numerical model for optimal design of composite patch repair of cracked aluminum plates under tension, International Journal of Adhesion & Adhesives, 49, 64-72.
  • Benyahia, F., Aminallah, L., Albedah, A., Bouiadjra, B.B. & Achour, T. (2015). Experimental and numerical analysis of bonded composite patch repair in aluminum alloy 7075 T6, Materials and Design, 73, 67-73.
  • Sabelkin, V., Mall, S., Hansen, M.A., Vandawaker, R.M. & Derriso, M. (2007). Investigation into cracked aluminum plate repaired with bonded composite patch, Composite Structures, 79, 55-66.
  • Khalili, S.M.R., Ghadjar, R., Sadeghinia, M. & Mittal, R.K. (2009). An experimental study on the Charpy impact response of cracked aluminum plates repaired with GFRP or CFRP composite patches, Composite Structures, 89, 270-274.
  • Kwon, Y.W. & Hall, B.L. (2015). Analyses of cracks in thick stiffened plates repaired with single-sided composite patch, Composite Structures, 119, 727-737.
  • Abaqus/Explicit (version 6.14), User’s manual, finite element software. available from http://www.simulia. com.
  • Carneiro, M.A.S. & Campilho, R.D.S.G. (2017). Analysis of adhesively-bonded T-joints by experimentation and cohesive zone models, Journal of Adhesion Science and Technology, 31, 1998–2014.
  • Zhou, J., Hassan, M.Z., Guan, Z. & Cantwell, W.J. (2012). The low velocity impact response of foam-based sandwich panels, Composites Science and Technology, 72(14), 1781 – 1790.
  • Hashin, Z. (1980). Failure criteria for unidirectional fiber composites. Journal of Applied Mechanics, 47(2), 329–334.
  • Singh, H., Namala, K. K. & Mahajan, P. (2015) .A damage evolution study of E-glass/epoxy composite under low velocity impact, Composites Part B, 76, 235-248.
Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: 2
  • Başlangıç: 2009
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

İri Agrega Olarak İnşaat Yıkıntı Atığı, İnce Agrega Olarak Doğal ve Kırma Kum Kullanılan Betonun Bazı Mühendislik Özelliklerinin İncelenmesi

Mustafa Kürşad KORKUT, Osman ŞİMŞEK

2007 ve 2019 Deprem Yönetmeliklerinde Betonarme Binalar İçin Yer Alan Farklı Deprem Kuvveti Hesaplama Yöntemlerinin Karşılaştırılmalı Olarak İrdelenmesi

Ceyhun AKSOYLU, Musa Hakan ARSLAN

Kardan Şaftı Mukavemet ve Yorulma Ömür Analizi Örnek Uygulaması: 4x2 Ticari Araç Kardan Şaftı

Can ÇİVİ, Necati TAHRALI

Mobil Robotların Formasyon Kontrolünde Giriş Kısıtlamaları

Meral KILIÇARSLAN OUACH, Tolga EREN

Epoksi Emdirilmiş Karbon Lifi Sargılı Çelik Donatıların Aderans Dayanımı

Erkan Türkmen DÖNMEZ, Boğaçhan BAŞARAN

Panel Güneş Kollektörlerinde Farklı Emici Yüzey Geometrilerinin Kullanımının Isıl Karakteristiklere olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Raşit ÇELİK, Ömer RESULOĞULLARI, Ali ERİŞEN

Tarihi Hundi Hatun (Kunç) Köprüsünün Artan Trafik Yükü Altında Davranışının İncelenmesi

Burçin Şenol ŞEKER, Murat GÖKÇE

B2O3 Katkılı M-Tipi Baryum Hekzaferrit Kompozit Kalıcı Mıknatısın Üretimi ve Karakterizasyonu

Gülten SADULLAHOĞLU

Atık Malzeme İçeren Polimer Bazlı Kompozitlerin Isıl İletkenlik Özelliklerinin İncelenmesi

Mehmet Nuri KOLAK, Meral OLTULU

Kablosuz Sensör Ağlarında Parçacık Sürü Optimizasyonu, Sürekli Zaman Karınca Koloni Algoritması ve Girdap Arama Algoritması Yöntemleri ile Konum Belirleme

Feyza Nur ÇAKICI, Tolga EREN