Eğimli Cfrp Kompozit Laminatlarda Dinamik Delaminasyonun Deneysel Ve Komputasyonel Sorgulaması

Kompozit üretim teknolojisindeki yeni gelişmeler ve hafif yapılara olan artan talep havacılık ve rüzgar enerjisi endüstrilerinde kompozit laminatların ana yük taşıyıcı elemanlar olarak birçok farklı geometrik şekilde kullanılmalarını teşvik etmektedir. Ancak, orta kalınlıklardaki bir kompozit laminat L-şekli gibi bükümlü bir şekil aldığında iyi bilinen katmanlar-arası kesme gerilimi (KAKG) yanında katmanlar-arası açma gerilimi (KAAG) de oluşturmaktadır. KAAD oluşumunun mevcut kullanımdaki kompozit rüzgar enerjisi yapılarındaki kiriş sistemlerindeki L-şeklindeki bükümlü alanlarda mod-I tipi delaminasyon problemi oluşturduğu ortaya çıkmıştır. L-şekilli kompozit yapılardaki delaminasyon ilerlemesi sanki-statik yük altında bile oldukça dinamik olarak gerçekleşebilmektedir. Dinamik delaminasyonun sanki-statik yük altındaki ilerlemesi saniyede 1 milyon resim çekebilen kamera sisteminin dahil olduğu bir deneyle incelenmiştir. Sayısal benzetimler bi-lineer Yapışkan Alan Metodu ABAQUS/explicit sonlu eleman programına kullanıcı alt-programcıkları ile gömülerek gerçekleştirilmiştir. Sonlu eleman benzetimlerini gerçekleyecek şekilde deneylerde 12-katmanlı L-şekilli karbon fiber takviyeli kompozit laminatlar yatayda kayabilen test fikstürü kullanılarak kola dik olacak şekilde kesme yükü uygulanmıştır. Tek bir yük düşününü takiben 5. arayüzde bir delaminasyonun oluştuğu görülmüştür. Delaminasyonun kollara doğru 2200 m/s’lik intersonik hızlarda ilerlediği gözlemlenmiştir. Yapışkan alan metodu kullanılan sayısal benzetimlerde yük-deplasman grafiği ve delaminasyon geçmişi açısından deneylerle yakın sonuçlar elde edilmiştir. Bu sonuçlar kompozit malzemelerde sanki-kesme yükü altında başlatılmış intersonik delaminasyonu gösteren ilk kesin sonuçlardır.