Kayma Etkisi Dikkate Alınarak Çok Tabakalı Ortotrop Kompozit Dikdörtgen Plakların Stabilitesi

Abstract

Kompozit tabakalı malzemeler günümüzde yapı elemanları olarak kullanılma bakımından hızlı bir gelişim sergilemektedirler. Önceleri sadece sınırlı alanlarda kullanılırlarken, günümüzde yapı sektörü başta olmak üzere, hava endüstrisi ve savunma sanayinde de kullanım alanları bulmaktadırlar. Bunun en önemli nedenlerinden biri istenilen rijitlik ve dayanımı gösterebilme özellikleridir.Çeşitli statik ve dinamik yükler etkisi altında istenilen dayanım özelliklerini sergileyebilen bu malzemelerin mekanik davranışlarının çok iyi belirlenmesi, gerilme şekildeğiştirme davranışlarının tespit edilmesi, tabakaları oluşturan katmanların kendi malzeme koordinatlarında belirlenen rijitliklerin problem koordinatlarına dönüştürülmesi ve analiz edilmesi gerekmektedir. Matematik modellerinin hazırlanmasının ardından, mekanik çözümlerinin yapılabilmesi için gerekli teorilerin seçimi, bu teorilerin seçimi esnasında yapılan kabullerin iyi şekilde kavranması ve uygulanması önem arzetmektedir.Bu çalışmada önce tabakalı katmanların gerilme şekildeğiştirme ve rijitlikleri elde edilmiş, daha sonra klasik plak teorisi (CLPT) ve birinci mertebe kayma deformasyon teorisi (FSDT) kullanılarak, değişik sınır koşullarına sahip, katmanlı plak ve kirişlerin gerilme, yerdeğiştirme, dönme ve kritik burkulma yüklerinin tespiti için gerekli analitik çözümlemeler sunulmaktadır.Çalışmada kayma deformasyon etkilerinin ihmal edildiği ve edilmediği teoriler ile iki ayrı analitik çözümleme yapılarak, tabaka dizilimlerinin, yükleme durumlarının, mesnetlenme koşullarının; gerilmelere, yerdeğiştirmelere ve kritik burkulma yüklerine etkileri incelenmekte ve karşılaştırmalar sunulmaktadır.

Nowadays composite layered materials show fast development to be used widely as parts of a structure. While they have been used before in limited areas, nowadays they are used leading in civil sector and in other areas like air and defense industry. The most important reasons of this usage are the stiffness and strength of these materials.The mechanical behaviour of these materials which can show desired strength properties under various statical and dynamic loads must be determined very well, stress ? strain behaviour must be gotten, the stiffness of the layered materials in local coordinates must be changed to problem global coordinates and analyzed. After preparing the mathematical models, it is very important to choose the necessary theories in order to make the mechanical solutions and also understanding and applications of the assumptions during the choice of these theories is so important.In this study at first the stress ? strain relationship and stiffness of these layered materials are gotten, then using the Classical Laminated Plates Theory and First Order Shear Deformation Theory, necessary analytical solutions are presented, for different plates and beams that have different boundary conditions, in order to get the stress, deformation, rotation and critical buckling load.In the study presented here, two different analytical solutions are made, with and without omitting the shear deformation effects and the effects of layer order, loading and boundary conditions to the stresses, deformations and critical buckling loads are examined and comparisons are presented.