Tek-katlı kompozit dalgalı yayların tasarımı, modellenmesi ve yapısal analizi

Abstract

Bu çalışmada, tek-katlı kompozit dalgalı yayların bası yükü altındaki mekanik davranışları nümerik olarak incelenmiştir. Nümerik analizler, Ansys Workbench ve ACP Modülü sonlu elemanlar programı kullanılarak yapılmıştır. Numerik doğrulama çelik dalgalı yay probleminin nümerik sonuçları ile analitik sonuçlar karşılaştırılarak yapılmıştır. Doğrulamadan sonra, sonlu elemanlar modeli bu çalışma için genişletilmiştir. Kompozit malzeme olarak karbon fiber/epoksi ve cam fiber/epoksi seçilmiştir. Tasarım parametreleri olarak dalga sayısı (4, 6 ve 8) ve kompozit kalınlığı (tabaka sayısı; 4, 6, 8, 10 ve 12) ele alınmıştır. Bu tasarım parametreleri ve malzeme türleri için yay rijitlikleri hesaplanmış ve çelik yay ile kıyaslamalar yapılmıştır. Yayların hasar yükleri, Tsai-Wu hasar kriteri kullanılarak belirlenmiştir. Buna ek olarak, hibritleştirme etkisinin yayın mekanik davranışa etkisi incelenmiştir. Nümerik sonuçlar, kompozit tasarım parametreleri doğru olarak seçildiğinde çeliğe yakın rijitlik değerlerinin ve yayda önemli ağırlık azaltımının sağlanabileceğini göstermiştir.

Keywords

• kompozit
• dalgalı yay
• rijitlik
• sonlu elemanlar analizi
• composite
• wave spring
• stiffness
• finite element analysis