Farklı yoğunluklardaki elyaf takviyeli polimer köpük çekirdekli kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of fiber-reinforced polymer foam core composites of different densities
Yazar: BARIŞ ŞENOL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM YAVUZ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Cam elyaf kompozitler = Glass fiber composites ; Metal kompozitler = Metal composites ; Tabakalı kompozit levhalar = Laminated composite plates ; Tabakalı kompozitler = Laminated composites

Özet:
Son yıllarda otomotiv sektöründe, artan araç sayısıyla birlikte çevresel sorunlar ve güvenlik konularını öne çıkarmıştır. Günümüzde otomotiv endüstrisi, yüksek güvenlik seviyelerine sahip, düşük yakıt tüketen araçların geliştirilmesi ve düşük maliyetli üretim yöntemlerine odaklanmıştır. Araç ağırlığının azaltılması, şasi ve gövde gibi alanlarda da gerçekleşmektedir. Bu çalışmada, hafiflik ve dayanıklılık özellikleri nedeniyle tercih edilen cam elyaf takviyeli polimer köpük çekirdekli tabakalı kompozit malzemeler üretilmiştir.

Kompozit malzemelerin üretiminde vakum torbalama yöntemi kullanılmıştır. Üretilen kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin araştırılması için basma testi, üç nokta eğme testi ve düşük hızlı darbe test yöntemleri uygulanmıştır. Yapılan deneylerin sonuçlarına dayanarak elde edilen grafikler, fotoğraflar ve tablolar değerlendirilmiştir. 

Darbe testlerinde 200 gr/m2 özelliğindeki cam elyaflı kompozitlerin 8 katlı numunelerde (XPS, EPS) delinme 12 katlı olanlarında ise geri sekme meydana gelmiştir. 300 gr/m2 özelliğindeki cam elyaflı kompozitlerin (XPS, EPS) 8 katında 12 katlı olan numunelere göre daha fazla deformasyon meydana gelse de her iki katmanlı numunede de deneyler geri sekme olarak sonuçlanmıştır. XPS ve EPS köpük çekirdekli numuneler kıyaslandığında XPS köpük çekirdekli numuneler EPS ye göre daha iyi performans sergilemişlerdir.

Basma ve üç nokta eğme testlerinde de darbe testlerine benzer sonuçlar elde edilmiştir. 12 katlı olan numuneler de 8 katlı olan numunelere göre daha yüksek dayanımlar elde edilmiştir. 300 gr/m2 özelliğindeki elyaf tabakalı kompozit numuneler 200 gr/m2 özelliğindeki numunelere göre daha iyi performans sergilemiştir. Çekirdek malzemeleri karşılaştırılmasında da XPS ve EPS köpük çekirdekli numuneler kıyaslandığında XPS köpük çekirdekli numuneler EPS ye göre daha iyi performans sergilemişlerdir.

Abstract:
In recent years, with the increasing number of vehicles in the automotive sector, environmental problems and safety issues have come to the fore. Today, the automotive industry is focused on the development of low-fuel vehicles with high safety levels and low-cost production methods. Reducing vehicle weight also takes place in areas such as chassis and body. In this study, laminated composite materials with glass fiber reinforced polymer foam core, which are preferred due to their lightness and durability properties, were produced.

Vacuum bagging method was used in the production of composite materials. Compression test, three-point bending test and low-speed impact test methods were applied to investigate the mechanical properties of the produced composite materials. The graphics, photographs and tables obtained based on the results of the experiments were evaluated.

In the impact tests, puncture and rebound occurred in the 8-layered samples (XPS, EPS) of the 200 gr/m2 glass fiber composites and the 12-layered ones. Although more deformation occurred in 8 layers of 300 gr/m2 glass fiber composites (XPS, EPS) compared to the samples with 12 layers, the experiments resulted as rebound in both layered samples. When XPS and EPS foam core samples are compared, XPS foam core samples performed better than EPS.

Results similar to impact tests were obtained in compression and three-point bending tests. Higher strengths were obtained in the samples with 12 floors compared to the samples with 8 floors. Composite samples with 300 gr/m2 fiber layer showed better performance than samples with 200 gr/m2 feature. In the comparison of core materials, XPS foam core samples performed better than EPS when XPS and EPS foam core samples were compared.