İç basınç altında yorulmuş filaman sarım CTP boruların düşük hızlı darbe sonrası hasar davranışının incelenmesi
Investigation of failure behaviour after low velocity impact of filament wound GRP pipes that exposed fatigue under internal pressure
Yazar: MUHAMMED KIRICI
Danışman: YRD. DOÇ. MEMDUH KARA
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı iç basınç altında yorulmuş filaman sarım cam takviyeli plastik (CTP) boruların darbe hasar davranışlarının incelenmesidir. CTP borularda meydana gelen patlatma hasarları incelenmiş ve boruların patlama basınçları tespit edilmiştir. (±55°)3 sarım açısına sahip E-camı/epoksi kompozit numuneler filaman sarım metoduyla imal edilmiştir. ASTM-D 2992 standardına uygun olarak (R=0.05 gerilme oranı ve 0.42 Hz frekansta) numunelere yorulma testleri uygulanmıştır. Numuneler statik patlama basınının %35'i olacak şekilde belirlenen gerilme değerinde yorulmaya tabi tutulmuştur. Yorulmuş ve yorulmamış kompozit boru numunelere 32 bar iç basınç uygulanarak ön gerilme oluşturulmuştur. İç basınç uygulanan CTP borulara çeşitli (5 J, 10 J ve 15 J) enerji seviyelerinde düşük hızlı darbe testleri yapılmıştır. Temas kuvveti-zaman eğrileri elde edilmiştir. Yer değiştirme, yutulan enerji gibi darbe özelliklerini; temas kuvveti-zaman eğrilerine dayanarak hesap edilmiştir. Ayrıca numunede oluşan hasar bölgeleri değerlendirilmiştir. Farklı çevrim sayılarında yorulmuş ve 10 J enerji seviyesinde darbeye maruz bırakılmış CTP numuneler ASTM D 1599-14e1 standardına göre statik iç basınç patlatma testi ile patlatılmıştır. Bu çalışmada; tüm enerji seviyeleri için 0 çevrim, 1000 çevrim ve 2500 çevrim sayılarında eğilme rijitliği yaklaşık olarak aynı çıkarken, 10.000 çevrim yorulmuş boruda en düşük eğilme rijitliği görülmüştür.

Abstract:
The aim of this paper is about investigation of the impact damage behaviors of filament wound glass reinforced plastic (GFRP) tubes that were fatigued under internal pressure. Afterwards, the burst damages occurred on GFRP tubes were investigated and the bursting pressures of tubes were determined. (±55°)3 E-glass/epoxy composite specimens were manufactured by the method of filament winding. Fatigue tests were applied the specimens which have the stress rate of 0.05 and frequency of 0.42 in accordance with ASTM-D 2992 standard. The specimens were subjected to fatigue tests at a stress level of 35% static burst pressure. Fatigued and non-fatigued composite tube specimens were pre-stressed by applying 32 bar internal pressure. After applying internal pressure, low velocity impact tests at various energy levels (5 J, 10 J and 15 J) were performed on GFRP tubes. Plots of contact force-time history were obtained. For impact characteristics such as deflection, absorbed energies were calculated based on the force–time histories. The damage areas developed on the specimen were also evaluated. The specimens that fatigued and impacted at only 10 Joule energy level were burst in accordance with ASTM D 1599 standard. It was concluded that, for all the energy levels employed in this work, as rigidity of tubes for 0 cycle, 1000 cycle and 2500 cycle was about the same, the lowest rigidity was found at 10.000 cycle fatigue pipes.