Tabakalı Kompozit Malzemelerin Darbe Davranışının Deneysel Olarak İncelenmesi

Kompozit malzemeler kullanım yerlerine bağlı olarak çeşitli darbelere maruz kalabilirler. Darbe nedeniyle malzemede oluşan hasar artan darbe enerjisine bağlı olarak artmaktadır. Fiberlerin kırılması, matris çatlağı, fiber matris arayüzey hasarı, delinme ve delaminasyon genel olarak darbe sonrası kompozit malzemede oluşan hasar türleridir. Bu çalışmada, iki farklı kalınlık ve darbe enerjisi için cam elyaf takviyeli epoksi kompozit plakaların darbe davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla, 100x100 mm boyutlarında; iki farklı kalınlıkta (2 ve 4 mm), 8 ve 16 tabakalı kompozit numuneler vakum infüzyon yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Üretilen numuneler 20J ve 60J’ luk iki farklı darbe enerjisi altında test edilmiştir. Kuvvet çökme eğrileri, darbe enerjisi- maksimum kuvvet enerji eğrileri, darbe enerjisi -çökme eğrileri, hız zaman eğrileri, kuvvet zaman eğrileri ve absorbe edilen enerji-zaman eğrileri çizilmiştir. Deneysel çalışma sonucunda 20J darbe enerjisine maruz kalan 8 tabakalı numunelerde delinme hasarı oluşmazken, 60J darbe enerjisine maruz kalan numunelerde delinme hasarı oluşmuştur. 16 tabakalı kompozit numunelerde ise her iki darbe enerjisi için de delinme hasarı oluşmamıştır.

Anahtar Kelimeler:

Tabakalı kompozitler, Darbe davranışı; Düşük hızlı darbe; Tabaka kalınlığı

PDF

___

[1] Mili, F., Necib, B., 2001. Impact Behaviour of Cross-Ply Laminated Composite Plates Under Low Velocities. Composite Structures, 51, 273-244.
[2] Jenq, S.T., Mo, J.J., 1996. Ballistic Impact Response for Two-Step Braided Three Dimensional Textile Composites. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 34 (2), 375-384.
[3] Aktaş, M., Ataş, C., İçten, B.M., Karakuzu, R., 2009. An Experimental Investigation of the Impact Response of Composite Laminates. Composite Structures, 87, 307-313.
[4] Baucom, J.N., Zikry, M.A. 2005. Low Velocity Impact Damage Progression in Woven E-glassComposite Systems. Composites, 36, 658-664.
[5] Belingardi, G., Vadori, R. 2003. Low Velocity Impact Tests of Laminate Glass- Fiber-Epoxy MatrixComposite Material Plates. International Journal of Impact Engineering, 27, 213-229.
[6] Türkmen, İ., Köksal, N.S. 2013. Cam Elyaf Takviyeli Polyester Matrisli Kompozit Malzemelerde (CTP) Elyaf Tabaka Sayısına Bağlı Mekanik Özelliklerin ve Darbe Dayanımının İncelenmesi, Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Dergisi, 8(2): 17-30.
[7] Uyaner, M., Kara, M., Ataberk, N. 2007. E camı/epoksi Tabakalı Kompozitlerin Düşük Hızlı darbe Davranışına Numune Boyutlarının Etkisi, 8. Uluslararası Kırılma Konferansı Bildiriler Kitabı, , 7-9 Kasım, İstanbul, 361-368.
[8] Im, K.H., Cha, C.S., Kim, S.K, Yang, I.Y., 2001. Effects of Temperature on Impact Damages in CFRP Composite Laminates, Composites: Part B., 32, 669-682.
[9] Datta S., Krishna, A.V., Rao, R.M.V.G.K., 2004. Low Velocity Impact Damage Tolerance Studies on Glass-Epoxy Laminates-Effects of Material, Process and Test Parameters, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 23 (3), 327-345.
[10] Hosur, M.V., Adbullah, M., Jeelani, S., 2005. Studies on the Low-Velocity Impact Response of Woven Hybrid Composites, Composite Structures, 67, 253-262.
[11] Aktaş, M., Karakuzu, R., İçten, B.M., 2010. Impact Behavior of Glass/Epoxy Laminated Composite Plates at High Temperatures, Journal of Composite Materials, 44 (19), 2289-2299
[12] Fidan, S., Avcu, E., Sınmazçelik, T. 2011. Cam Fiber Takviyeli Polyester Kompozitte Tekrarlı Darbe Yüklemeleriyle Oluşan Hasar Mekanizmaları, I. Ulusal Ege Kompozit Malzemeler Sempozyumu, 17-19 Kasım, İzmir, 1-12.
[13] Mathivanan, N.R., Jerald, J. 2010. Experimantal Investigation of Woven E-Glass Composite Laminates Subjected to Low-Velocity Impact at Different Energy Levels, Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering, 9(7): 643-652.
[14] Fidan, S., Sınmazçelik, T., Bora, M.Ö., Çoban, O. 2010. Düşük Hızlı Darbe Yüklemeleri Sonucu Kompozit Malzemelerde Ortaya Çıkan Hasar Mekanizmaları, Mühendis ve Makine, 51 (611), 1-8.
[15] Caner, A.Y., 2016. Zamana Bağlı Olarak Kompozit Malzemelerin Darbe Davranışına Soğuk Ortamın Etkisi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 76s, Isparta.
[16] Naik, N.K., Meduri, S., Sekher, Y. C. 2000. Polymer Matrix Woven Fabric Composites Subjected to Low Velocity Impact: Part II-Effect of Plate Thickness, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 19 (13), 1031-1055.
[17] Yapıcı, İ., Yapıcı, A., 2012. E-Camı/Epoksi Tabakalı Kompozitlerde Düşük Hızlı Darbe Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemiyle İncelenmesi, Niğde Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 1(2):48-60.
[18] Sayer, M., 2009. Hibrit Kompozitlerin Darbe Davranışlarının İncelenmesi. Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 134s, Denizli.