Cam elyaf takiyeli kompozitlerde lif yöneliminin elektriksel direnç değişim davranışı üzerindeki etkisi
Effects of fibre orientation on the electrical resistance change behaviour of glass fibre reinforced composites
Yazar: MUHAMMET HAMZA BEKGÖZ
Danışman: PROF. DR. NİMETİ DÖNER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH TURAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Cam elyaf kompozitler = Glass fiber composites ; Karbon nanotüp = Carbon nanotube ; Yapısal sağlık izleme = Structural health monitoring

Özet:
Elyaf takviyeli polimerler (FRP), yüksek özgül mukavemetleri ve korozyon dirençleri nedeniyle havacılık, otomotiv ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. FRP kompozitlerin hizmet koşullarında yapısal bütünlüklerinin korunması için yerinde durum izleme kritik öneme sahiptir. Elektriksel direnç değişimi (ERC) yöntemi, yerinde hasar tespiti için umut verici bir yaklaşımdır. Bu çalışmada, çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) dolgulu eş yönlü cam elyaf takviyeli epoksi kompozitlerin ERC özellikleri üzerinde elyaf yönelimlerinin etkisi üç nokta eğme ve çekme testlerinde incelenmiştir. Yapılan çalışmalar doğrultusunda, kompozitler içinde elektriksel iletkenlik sağlamak için %0,3 ağırlık oranında MWCNT kullanılmıştır. Kompozitler, eş yönlü 300 gr/m² alansal yoğunluklu cam elyafları 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° ve 90° açılarında ve dokuma tipi cam elyafları ise 200 gr/m2 ve 300 gr/m2 alansal yoğunluklu kullanılarak vakum torbalama yöntemi ile üretilmiştir. Testler boyunca numunelerin elektriksel direnci, bir multimetre ile dikkatlice ölçülmüştür. Sonuçlar, kompozitlerin ERC özelliklerinin cam elyaf kompozitlerin takviye elemanlarının yönelimi tarafından önemli ölçüde etkilendiğini göstermiştir. Deney sonuçlarına göre elyaf yönlenmesi 0°'den 90°'ye doğru arttıkça genel olarak direnç değişiminin azaldığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Fiber-reinforced polymers (FRPs) are widely used in aerospace, automotive, and other industries due to their high specific strength and corrosion resistance. In-situ condition monitoring is critical to maintaining the structural integrity of FRP composites under service conditions. The Electrical Resistance Change (ERC) method is a promising approach for in-situ damage detection. In this study, the effects of fiber orientations on the ERC properties of multi-walled carbon nanotube (MWCNT)-filled unidirectional glass fiber-reinforced epoxy composites were investigated through three-point bending and tensile tests. In line with the conducted studies, 0,3 wt. % MWCNT was used to ensure electrical conductivity within the composites. The composites were manufactured using the vacuum bagging method, with unidirectional glass fibers of 300 g/m² areal density oriented at 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, and 90°, and woven glass fibers with areal densities of 200 g/m² and 300 g/m². The electrical resistance of the samples was carefully measured during the tests using a multimeter. The results showed that the ERC properties of the composites were significantly influenced by the orientation of the reinforcement elements in the glass fiber composites. According to the experimental results, it was observed that as the fiber orientation increased from 0° to 90°, the overall change in resistance generally decreased.