Kompozit malzemelerin darbe davranışına asidik ortamın etkisi ve Taguchi metoduyla analizi
The effect of acidic environment on impact behaviour of composite material and analysis with Taguchi method
Yazar: HALUK KARACA
Danışman: PROF. DR. ÜMRAN ESENDEMİR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Kompozit malzemeler, geçmişten günümüze sağladığı avantajlar sayesinde aranan malzemelerden olmuşlardır. Malzemeye veya herhangi bir yapıya anlık olarak farklı hızlarda uygulanan kuvvetlere darbe denir. Kompozit plakaların, artan darbe davranışına karşı yapılarında oluşan hasar modları farklılık gösterebilmektedir. Bu hasar modlarını fiber kopması, matriks kırılması, delaminasyon ve nüfuziyet olarak gruplayabiliriz.

Deney, bilimsel bir gerçeği göstermek, bir varsayımı kanıtlamak amacıyla yapılan işlemlere verilen isimdir. Deney tasarımı ise sürece giren değişkenlerin, istenilen değişikliklerin yapılmasıyla cevap değişkeni üzerindeki değişkenliğin gözlenmesi, elde edilmesi ve yorumlanması olarak tanımlanabilir. Taguchi deney tasarımı da bulunan deney sonuçlarını sinyal/gürültü (S/N) oranına çevrilerek değerlendiren tasarımlardan birisidir.

Bu tez çalışmasında, cam-elyaf takviyeli kompozit plakaların asidik ortamda bekletilmesinin darbe davranışına etkisi ölçülmek istenmiştir. Yapılacak olan bu deney öncesinde Taguchi deney tasarımı göz önünde bulundurularak deney faktörleri belirlenmiştir. Numuneler, oda sıcaklığında güneş görmeyen kapalı bir kavanozdaki hidroklorik asit çözeltisi içinde farklı bekletme sürelerinde bekletilmiştir. Daha sonra uygun ortagonal dizi bulunarak deney sayısı belirlenmiştir. Deneyin darbe testleri öngörülen şekilde Fractovis Plus darbe test cihazı ile yapılmıştır. Bu deney sonuçlarına göre mekanik yaklaşımla kuvvet-çökme(F-d) eğrileri çizilerek açık ve kapalı eğri olup olmadıklarına bakılarak ve plakada oluşan hasar modları incelenmiştir. Daha sonra elde edilen sonuçlarla ANOVA testi uygulanarak istatiksel analiz yapılmıştır.

Abstract:
Composite materials gains a renown in the today's market with showing outstanding mechanical and superior properties in last decades. To investigate its impact property, varying forces applied to the observed composite material. After applying specific forces, it creates damage modes which are dependent on the frequency and impact forces. Damage modes are classified and compared with its fiber rupture, matrix breaking, delamination and penetration.

Designed experimental procedure and obtained data can be interpreted by observing different input result on differential outcome results. Taguchi experiment design is an experiment design technique which converts known experiment results to outcome signals/noise ratio.

In this study, the impact properties of glass-fiber reinforced epoxy composites under acidic (hydrochloric acid-HCl) conditions were experimentally investigated by Taguchi method. The specimens kept into hydrochloric acid solutions in a closed glass jar in sunless for different exposure times at room temperature. By selecting specific variations, optimum orthogonal sequence number has been identified. Impact experiments were carried out with Fractovis Plus impact testing machine and evaluated by force-collapse (F-d) diagrams. According to their closed or open ended damage modes, statistical analysis program (ANOVA) correlates the results of experimental impact tests.