ÇOK ÖLÇEKLİ MALZEME MODELLEMESİ İLE KISA ELYAF TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN YAPISAL ANALİZİ: ARAÇ PEDALI ÖRNEĞİ

Abstract

Lif takviyeli plastik malzemeler ürün hafifletme çalışmalarında kullanılan kompozit malzemelerdendir. Anizotropik yapıda olan bu malzemelerin enjeksiyon prosesinde, akışa bağlı olarak lifler farklı yönlerde dağılabilmektedir. Bu malzemelerden imal edilen ürünlerin sonlu elemanlar modellemelerinde lif yönlerinin proses ortamından transfer edilerek tanımlanması analizin doğruluğunu artırmaktadır. Bu çalışmada, enjeksiyon kalıplama ile üretilen kısa lif takviyeli plastikten elde edilen araç pedalının sonlu elemanlar modeli oluşturularak yapısal analizi, lif oryantasyon verileri de modellemeye dahil edilerek gerçekleştirildi. Lif oryantasyon verileri, enjeksiyon simülasyonu sonucunda elde edildi ve anizotropinin de dahil edildiği çok ölçekli malzeme modelinde kullanıldı. %30 cam lif katkılı poliamid malzeme kullanılarak üretilen pedal sonuçları, takviyesiz plastik malzeme ve çelik malzeme kullanılarak üretilen pedal verileri ile karşılaştırıldı. Çelik pedala kıyasla takviyeli plastik malzemeden elde edilen pedalın yer değiştirme sonuçlarında %2.5 oranında artış, gerilme değerlerinde ise %7 oranında artış görülür. Takviyeli plastiğin 294 MPa olan akma gerilmesi referans alındığında bu artışın kısıt değerlerin altında kaldığı sonucuna varılır. Ayrıca çelik malzemeye kıyasla %20 oranında daha hafif pedal elde edilir.

Keywords

• yapısal analiz
• enjeksiyon kalıplama
• sonlu elemanlar analizi
• lif oryantasyonu
• kompozitler
• structural analysis
• injection molding
• finite element analysis
• fiber orientation
• composites