Kompozit disklerde termal gerilme analizi

Abstract

Bu çalışmada, lineer sertleşen malzeme davranışı gösteren delikli ortotropik alüminyum metal matrisli kompozit bir diskin elastik-plastik termal gerilme analizi analitik olarak araştırıldı. Eğrisel çelik fiberlerle takviye edilen alüminyum kompozit disk hidrolik pres yardımı ile üretildi. Kompozit diskin mekanik özellikleri deneylerle belirlendi. Değişik sıcaklıklar altında termal gerilmeleri hesaplamak için bir bilgisayar programı geliştirildi. Diskin iç yüzeyinden dış yüzeyine doğru değişik sıcaklık dağılımları sabit, parabolik, lineer artan ve azalan olarak seçildi. İç yüzeyden dış yüzeye kadar olan bölgede elastik ve elastik-plastik termal gerilmelerin dağılımları hesaplandı ve sonuçlan tablolarda ve grafiklerde verildi. Plastik bölgenin iç yüzey etrafında genişlemesi durumu için elastik-plastik çözüm yapıldı. Yapılan bu çalışmanın sonucu olarak teğetsel gerilme bileşeninin değeri, radyal gerilme bileşenin değerinden büyük ve teğetsel gerilme bileşeni diskin iç yüzeylerinde bası, dış yüzeylerinde ise çeki gerilmesi durumundadır. Teğetsel artık gerilme bileşeninin değeri kompozit diskin iç yüzeyinde en büyük olarak oluşmaktadır. GürkanALTAN

VI In this study, an elastic and elastic-plastic thermal stress analysis of an orthotropic aluminum metal matrix composite disc with a hole is investigated analytically for linear hardening material behavior. The aluminum composite disc which is reinforced curvilinearly by steel fibers is produced under hydraulic press. The mechanical properties of the composite disc are obtained by tests. A computer program is developed to calculate the thermal stresses under various temperatures. The various temperature distributions are chosen uniformly, parabolically, linearly increasing and decreasing from inner surface to outer surface. Elastic and elastic-plastic thermal stress distributions are obtained from inner surface to outer surface and they are presented in tables and figures. The elastic-plastic solution is performed for the plastic region expanded around the inner surface. As a result of this work the magnitude of the tangential stress component is higher than the magnitude of the radial stress component. And also the tangential stress component is compressive at the inner surface and tensile at the outer surface. The magnitude of the tangential residual stress component is the highest at the inner surface of the composite disc. GürkanALTAN