Zamana bağlı olarak kompozit malzemelerin darbe davranışına soğuk ortamın etkisi
The effect of cold environment on impact behavior of composite material depending on time
Yazar: ALİ YASİN CANER
Danışman: DOÇ. DR. ÜMRAN ESENDEMİR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Farklı hızlarda kısa süre içinde, bir malzeme ve yapı üzerine anlık dış kuvvetin yarattığı
etkiye darbe adı verilir. Darbe kompozit malzemeler üzerinde bir veya birden çok hasar
modu oluşturabilir. Hasar modları; delaminasyon, fiber kırılması, matriks çatlağı, fiber
–matriks ara yüzey hasarı ve delinme şeklinde görülebilir. Bu hasar modlarına bağlı
olarak darbe davranışı kuvvet‐çökme eğrileri, absorbe edilen enerji‐zaman eğrileri,
darbe enerjisi‐kuvvet eğrileri, darbe enerjisi‐ çökme eğrileri yardımlarıyla da
gözlemlenebilir.
Bu tez çalışmasında ASTM standartalarına göre mekanik özellikleri belirlenen tek yönlü
cam elyaf takviyeli epoksi kompozit plakaların artan darbe enerjisi altında darbe
davranışları oda sıcaklığı, soğuk ortam ve yarı zamanlı soğuk ortam olmak üzere 6 ay
süreyle 3 farklı ortam sıcaklık şartlarında ele alınarak incelenmiştir. Kompozit plakalar
100 mm x 100 mm boyutlarında, 8 ve 16 tabakalı, 2 mm ve 4mm kalınlıklarda tabakalar
imal ettirilmiştir. Soğuk ortamın darbe davranışları üzerindeki etkisi zamana bağlı
olarak incelenmiştir.
Darbe testleri Instron‐Dynatup 9350 HV darbe test cihazı ile yapılmıştır. Deney
numuneleri oda sıcaklığı, soğuk ortam, yarı zamanlı soğuk ortam ve 20J, 30J, 40J, 50J,
60J darbe enerjileri koşulları altında test edildi.
Bu çalışma sonucunda, 8 tabakalı numuneler için üç farklı çevre şartlarında ve 20J'lük
darbe enerjisi altında kapalı eğri elde edilirken diğer darbe enerjileri seviyeleri ve üç
ortam şart için açık eğri oluşmuştur. 16 tabakalı numuneler için ise tüm darbe
enerjileri ve her üç ortam şartları için kapalı eğri oluşmuştur.

Anahtar Kelimeler: Cam elyaf takviyeli kompozit malzeme, darbe davranışı, zamana
ve sıcaklığa bağlı darbe davranışı, düşük hızlı darbe, tabaka kalınlığı.

Abstract:
The effect on a material or a structure created by an external force within a short time
with different speeds is called impact. The impact might create damage modes on
composite materials once or more. Damage modes can appear as delamination, fiber
breakage, matrix cracking, fiber‐matrix interface damage and perforation. According to
these damage modes, impact behaviour can be also observed with the help of forcedeflection
curves, absorded energy‐time curves, , impact energy‐force curves and
impact energy‐ deflection curves.
In this study, the impact behaviour under increasing impact energies of unidirectional
fiber glass reinforced epoxy composite plates determined mechanical properties
according to ASTM standarts have been examined for a period of 6 months under cold
environment conditions, half cold environment conditions and room temperature
conditions. Composite plates have been manufactured as in the size of 100mmx100mm,
2 mm and 4 mm different thickness of 8 and 16 layers. The effect of the cold
environment on impact bahavior has been studied as function of time.
An instrumented drop weight impact testing machine '' Instron‐ Dynatup 9350 HV'' was
used for the impact tests. The samples have been tested under cold, half cold and
room temperature conditions for the cold atmosphere condition, half cold atmosphere
condition and room temperature and 20J, 30J, 40J, 50J, 60J impact energy conditions.
As a result, while a closed curve was obtained the three different environmental
conditions and under 20J impact energy, the open curves were obtained for other
impact energy levels and the three different environmental conditions. Closed curves
were obtained for the samples with 16 layers at all environmental and impact energy
conditions.

Keywords: Glass fiber reinforced material, impact behavior, time and temperature
dependent impact behavior, low velocity impact, plate thickness.