Kompozit parça üretim prosesinde karbon fiber takviyeli polimer yapının termomekanik davranışının phyton'da modellenmesi ile prosesparametrelerinin optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, otoklav ortamında Hexcel AS4/8552 UD prepreg ile kompozit üretimi esnasında parça üzerinde meydana gelen ''warpage'' ve ''spring-in'' mekanizmaları incelenmiştir. Bu amaçla geliştirilen ANSYS kür simülasyon ortamını doğrulamak adına, literatürde deneysel sonuçları ifade edilen basit U formundaki 1 adet parçanın üretimi ANSYS-ACCS ortamında 3-B simüle edilmiştir. Akabinde proses bazlı şekil değişimlerini minimize etmek adına kalıp tasarımı optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyonu yapılan kalıp ile üretilmiş parçanın artık gerilmeler ve titreşim cevapları incelenerek hata kriterleri, optimize edilmemiş kalıp ile üretilen parça ile karşılaştırılmıştır. Doğrulaması yapılan simülasyon ortamında, farklı parametre setleri ile farklı geometrik ölçülerdeki parçaların analizleri tamamlanarak parçaların termomekanik davranışını ifade eden matematik model Python'da kodlanmıştır. Nihai aşamada örnek çalışma olarak Amerikan Lynx ZX1790 model helikopter metal palinin kompozit modellemesi yapılarak kür simülasyonu, statik analizi ve optimizasyon sonuçları çalışılmıştır.

In this study, warping and spring-in mechanisms were investigated in the production of composite parts with Hexcel AS4/8552 UD prepreg in an autoclave environment. In order to verify the ANSYS curing simulation environment developed for this purpose, simple U-shaped parts, whose experimental results are expressed in the literature, were analyzed in 3-D. Afterwards, mold design optimization was made in order to minimize process-based shape changes. Residual stresses and vibration responses of the part produced with the optimized mold were also examined and error criteria were compared. In the validated simulation environment, the analyzes of the parts with different parameter sets and different geometric dimensions were completed and the mathematical model expressing the thermomechanical behavior of the parts was coded in Python. In the final stage, the American Lynx ZX1790 model helicopter metal blade composite was modeled as a case study, and curing simulation, static analysis and optimization results were studied.