Farklı çevresel şartlara maruz kompozit malzemelerin burkulması
Buckling of composite materials exposed to different environmental conditions
Yazar: MEHMET ALİ KURT
Danışman: PROF. DR. MURAT KISA
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Cam ve karbon elyaf takviyeli epoksi kompozitler; yüksek dayanım değerleri, korozyon dirençleri, hafiflikleri ve kolay üretilmeleri sayesinde uzay, deniz, otomotiv, savunma sanayisi gibi yüksek performans isteyen alanlarda sıklıkla tercih edilmektedir. Bu tür kompozit yapılarda, matris malzemesi olarak epoksi reçinesi çok yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Sanayi uygulamalarındaki cam ve karbon elyaflı epoksi kompozitlerin kullanımındaki artış ile birlikte çalışma koşullarındaki çevresel şartların kompozit malzemeler üzerine olan etkilerini incelemek önem arz etmektedir. Buna yönelik bu çalışmada, farklı ortam koşullarına 2, 4 ve 6 aylık periyotlarla maruz bırakılmış tek yönlü cam ve karbon elyaf takviyeli farklı oryantasyon açılarına sahip epoksi kompozit plakaların kritik burkulma yükleri deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir. Deney ve nümerik sonuçların birbirine yakın çıktığı görülmüştür. Standartlara uygun olarak hazırlanan deney numuneleri, Vakum Destekli Reçine İnfüzyon Tekniği kullanılarak üretilmiştir. Deneylerdeki kritik burkulma yükleri numunelerin her iki tarafı ankastre olacak şekilde elde edilmiştir. Sonuç olarak; iki, dört ve altı aylık periyotlarla güneş, toprak, deniz suyu ve şebeke suyu etkilerine maruz bırakılan 0°, 45° ve 90° oryantasyon açılarına sahip cam ve karbon elyaflı epoksi kompozit malzemelerin kritik burkulma yüklerinde düşüş meydana gelmiştir. Sonuç verilerine göre, her üç periyodun sonunda en çok çevresel şartlardan etkilenen oryantasyon açıları, cam elyaflı kompozitler için 45° oryantasyon açısına sahip numuneler olurken, karbon elyaflı kompozitlerde ise 90° oryantasyonlu numuneler olmuştur. Hem cam hem karbon elyaflı 0° oryantasyon açılı kompozit plakalar, her üç periyodun sonunda çevresel etkilerden en az etkilenen plakalar olmuştur.

Abstract:
Glass and carbon fiber reinforced epoxy composites are frequently preferred in areas requiring high performance, such as aerospace, automotive, defense industry, thanks to their high resistance values, corrosion resistance, lightness and easy production. In such composite structures, epoxy resin is widely used as matrix material. Due to the increase in the use of glass and carbon fiber epoxy composites in industrial applications, it is important to examine the effects of environmental conditions on composite materials in working conditions. In this study, critical buckling loads of unidirectional glass and carbon fiber reinforced epoxy composite plates with different orientation angles exposed to different ambient conditions at 2, 4 and 6 month periods were investigated experimentally and numerically. Experimental and numerical results were found to be close to each other. Test samples prepared in accordance with the standards are produced using vacuum assisted resin infusion method. The critical buckling loads in the experiments were obtained in such a way that both sides are cantilever. As a result, the buckling stresses of glass and carbon fiber epoxy composite materials with 0°, 45° and 90° orientation angles subjected to solar, soil, seawater and city water effects for two, four and six months period have decreased. According to the results, at the end of each three periods, the orientation angles affected by the most environmental effects were samples with 45° orientation angles for glass fiber composites, and 90° orientation angles for carbon fiber composites. Both the glass and carbon fiber composites with 0° orientation angles were least affected by the environmental effects at the end of each three periods.