Yüzey çatlaklı hibrit kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Research of mechanical properties of hybrid composites with surface cracks
Yazar: KAAN ARSLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ LÜTFİYE DAHİL
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Hızla gelişen teknoloji ve üstün malzeme arayışı sebebiyle son yıllarda kullanılmakta olan en önemli malzemelerden biri kompozittir. Kompozit, iki ya da daha fazla farklı malzemenin makro seviyede birleşmesiyle, ortaya yeni bir malzeme çıkarma amacıyla üretilen malzemedir. Kompozit malzemelerin çok tercih edilmesinin nedeni, ihtiyaca göre matris ve takviye bileşenlerinin belirlenebilmesidir. Kompozit malzemeler, otomotiv, savunma ve uzay sanayi, havacılık ve spor malzemeleri gibi alanlarda sıklıkla kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, vakum infüzyon yöntemi ile 8, 10 ve 12 tabakalı olmak üzere değişik kalınlıklarda 3 adet cam – karbon elyaf takviyeli hibrit kompozit plaklar üretilmiştir. Bu plaklardan standartlara uygun bir şekilde yakma, charpy ve çekme deneyi numuneleri elde edilmiştir. Kompozit malzemelerde yüzey çatlağının etkisini araştırmak için çekme deneyi numunelerinin yarısına yüzey çatlağı açılmıştır. Ardından numunelerin fiber hacim oranlarını, kırılma enerjisi, tokluğu ve mekanik özelliklerini belirlemek için numuneler üzerine yakma, charpy ve çekme testi uygulanmıştır.
Uygulanan testlerin sonucunda tabaka sayısı arttıkça yük dayanımının, darbe enerjisinin ve tokluğunun arttığı, yüzey çatlağının yük dayanımını önemli ölçüde düşürdüğü ve özellikle yüzey çatlaklı numunelerde kırılmanın çatlak bölgesinde meydana geldiği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda charpy testi sonucunda numunelerde matris hasarı ve fiber kopması, çekme testi sonucunda ise fiber kopması ve yüksek oranda delaminasyon gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Hibrit kompozit, Cam elyaf, Karbon Elyaf, Yüzey Çatlağı

Abstract:
Because of the fast technology development and superior materials research, composites have become one of the most commonly used materials in recent years. Composite is a result of two or more material's macro level combination, to gain a new material. The reason of preferability of composites is the ability of choosing matrix and reinforcement phases according to the need. Composite materials are commonly used in automotive, defence, space, aviation and sports materials industry.
In this study, 8, 10 and 12 layered, glass – carbon fiber reinforced, hybrid composite plaques were produced with vacuum infusion technique. Burning, charpy and tension test samples were obtained from the plaques according to the standarts. Half of the tension test samples were with surface cracks to research the affect of the cracks. Then, to determine fiber volüme ratios, fracture energies, toughnesses and mechanical properties of the samples, burning, charpy and tension tests were performed.
Results of the tests showed that as the number of layers increased, durability, impact energy and toughness were increased, surface cracks significantly lowered the durabilty of the samples and fracturing occured in the surface crack area. At the same time, matrix failure and fiber fracture were detected at the charpy test results and fiber fracture and delamination were detected at the tension test results.

Key Words: Hybrid Composite, Glass Fiber, Carbon Fiber, Surface Crac