Katman içi geçişli karma kompozitlerin burkulma ve darbe davranışlarının incelenmesi
Investigation of buckling and impact behaviors of intraply hybrid composites
Yazar: İSMAİL YUNUS KAHRAMAN
Danışman: DOÇ. DR. ELMAS SALAMCİ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ÇAĞRI TÜZEMEN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Fiber takviyeli karma kompozitlerin kullanım alanları her geçen gün artmakta ve çeşitli elyaf malzemelerinin üstün özelliklerini nihai kompozit malzemeye yansıtabilmek için birçok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmada cam ve karbon elyaflar arasında katman içi geçiş bölgesine sahip karma kompozitlerin burkulma ve charpy darbe davranışları incelenmiştir. Katman içi geçiş bölgesi sayesinde kompozitin bir ucu sadece karbon diğer ucu ise sadece cam elyaftan oluşmaktadır. Çalışmada gerçekleştirilen burkulma ve charpy darbe testleri ile katman içi geçiş bölgesinin kompozite olan etkileri saf karbon elyaftan ve saf cam elyaftan oluşan kompozitler ile kıyaslanmıştır. 3 farklı tipte katman içi geçişli karma kompozit ile saf karbon ve saf cam kompozitler epoksi reçine kullanılarak vakum infüzyon yöntemi ile üretilmiştir. Su jeti kullanılarak kesilen numuneler test boyutlarına getirilmiştir. Burkulma testlerinde saf karbon elyaf numune, charpy darbe testlerinde ise saf cam elyaf numune en iyi performansı göstermiştir. Katman içi geçişli numuneler burkulma testlerinde saf cam elyaf numuneye yakın performans göstermiştir. Charpy darbe testlerinde katman içi geçişli numuneler ile saf karbon numuneler karışık olarak sıralanmıştır. Her iki test için de katmanlar arası temas yüzeyi sayısı arttıkça iyileşme görülmüştür. Bu çalışmada kullanılan katman içi geçiş tipleri için dış katmanlarda karbon elyaf tercih edilmesi hem burkulma hem de darbe testlerinde iyileşmeye sebep olmuştur. Taramalı elektron mikroskobu ile gerçekleştirilen analizlerde charpy darbe testi sonuçlarına etki eden faktörler yorumlanmıştır.

Abstract:
The applications of fiber-reinforced hybrid composites are continuously expanding, and numerous studies are being conducted to transfer the superior properties of various fiber materials to the final product. In this study, the buckling and charpy impact behaviors of hybrid composites with an intraply transition zone between glass and carbon fibers were investigated. Thanks to the intraply transition zone, one end of the composite is pure carbon fiber while the other end is pure glass fiber. The effects of intraply transition zone for hybrid composites compared with pure carbon fiber and pure glass fiber specimens. Three different types of intraply hybrid composites, along with pure carbon and pure glass composites, were produced using the vacuum-assisted resin transfer moulding method with epoxy resin. Samples cut using a water jet were brought to test dimensions. In the buckling tests, the pure carbon fiber sample exhibited the best performance, while in the charpy impact tests, the pure glass fiber sample showed the best results. The intraply hybrid samples displayed performance close to pure glass fiber samples in terms of buckling. In the Charpy impact tests, the intra-layer transition samples and the pure carbon samples were ranked mixedly. For both tests, an increase in the number of contact surfaces between layers led to improvements. In the types of intraply transitions used in this study, the preference for carbon fiber in the outer layers resulted in improvements in both buckling and impact tests. Factors affecting the results of the charpy impact test were analyzed and interpreted using a scanning electron microscope.