Dönen ve Sıcaklık Etkisindeki Termoplastik Matrisli Kompozit Diskteki Isıl Gerilmeler

Abstract

Bu çalışmada, termoplastik kompozit bir disk modeli oluşturulmuştur. Kompozit malzeme, termoplastik matrise sahiptir ve bu termoplastik matris çelik fiberler kullanılarak takviye edilmiştir. Kompozit disk probleminin çözümü, sonlu elemanlar metodu (FEM) ile yapılmıştır. Bu nedenle, modelleme ve analizler için ANSYS programı kullanılmıştır. Bu çalışmada, bir yenilik olarak kompozit disk modeli önceki çalışmalardan farklı olarak, üç boyutlu yapılmıştır. Üç boyutlu modele yapısal sınır şartları, 45, 55, 65, 75, 85, 95, 105 ve 115 oC değerlerinde uniform sıcaklıklar ve 10, 20, 30 rad/sn değerlerinde açısal hız uygulamıştır. Uygulanan uniform sıcaklıklar ve açısal hızlar nedeniyle üç boyutlu kompozit disk üzerinde oluşan, ısıl gerilmeler ve elastik şekil değiştirmeler ve bunların model üzerindeki dağılımları bulunmuştur. Uygulanan farklı uniform sıcaklıklar ve açısal hıza göre hesaplanan sonuçlar ve elde edilen dağılımlar, birbiriyle karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlara göre, üç boyutlu termoplastik kompozit diskte meydana gelen gerilmeler ve şekil değiştirmelerin değerleri ve dağılımları, kesinlikle uniform sıcaklık ve açısal hız değişimine bağlıdır.

In this work a thermoplastic disc model was created. The composite material was thermoplastic matrix and it was reinforced using steel fibers. The solution of composite disc problem was done via finite element method (FEM). Therefore, ANSYS program was utilized for both modeling and analyses. As an innovation, the composite disc was created as three dimensional as a dissimilarity from earlier studies. The structural boundary conditions, uniform temperatures as 45, 55, 65, 75, 85, 95, 105 and 115 oC and angular velocities as 10, 20 and 30 were performed on three dimensional model. The values of thermal stresses and elastic thermal strains were computed and its distributions were determined on the disc. Computed results and obtained distributions related to apply various uniform temperatures and angular velocities were compared with each other. According to these results, magnitudes and distributions of thermal stresses were strictly associated changing of uniform temperatures and angular velocities.