Tabakalı kompozit malzemelerdeki dairesel delik hasarının yama ile tamirinin deneysel olarak araştırılması
Investigation of circular damage repairing by using adhesive in laminate composite materials experimentaly
Yazar: ŞÜKRÜ ÇETİNKAYA
Danışman: DOÇ. DR. HAŞİM PIHTILI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Son yıllarda, kompozit malzemeler, teknolojinin gelişmesine paralel olarak sanayinin her alanında kara, hava, deniz ve uzay araçlarında çok yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu tür malzemelerin geri dönüşümleri ve yeniden kullanımları zor olduğundan, çevrede ekolojik olarak problem olmaktadır. Bu yüzden, hasara uğrayan parçaların tekrar kullanılması için, sökülüp yerlerine yeni malzeme montajlarının yapılmalarından ziyade, tamiratları yapılmaktadır. Ayrıca, bu malzemelerin yeni teknolojik malzemeler olmaları ve maliyetlerinin de yüksek olmalarından dolayı, tamiratları tercih edilmektedir. Böylece, bu tür metal dışı malzemelerin tamiratları giderek daha çok ön plana çıkmakta ve önem kazanmaktadır.
Özellikle uçaklarda mukavemet açısından ikinci derecede önemli olan dış gövde ve kanatlardaki parçaların, kaza kurşunları ve sert cisimlerin (kuş vb. gibi) çarpmalarında oluşan hasarların tamiratları, bu tip yama yapıştırması ile yapılmaktadır.
Bu çalışmada, örgülü cam ve karbon fiber takviyeli, 8 tabakalı epoksi matrisli kompozit levhalar üretildikten sonra, 10 mm'lik dairesel hasar oluşturulmuştur. Bu hasarların çevrelerine mekanik işlemler uygulanarak değişik yapıştırıcı ve yamalar tatbik edilerek uygun laboratuvar (çevre) koşullarında tamiratları yapılmıştır.
Yapılan çekme deneylerde, bu tamiratın kalitesine (hasar yükü) etki eden faktörler araştırıldı. Bu faktörler; Delik çapı/Levha genişliğine oranı, yapıştırıcı kalınlığı, yapıştırıcı çeşidi, yamada ve malzemedeki fiber takviye açısı değişimi (0°, 15°, 30°, 45° ), yama kalınlığı ve yama geometrisi olarak ele alındı.
Elde edilen sonuçlar, grafiklerle gösterilerek literatürdeki mevcut çalışma sonuçları ile karşılaştırılarak yorumlandı.

Abstract:
In recent years, composite materials have been used extensively in all areas of the industry parallel to the development of technology in land, air, sea and space vehicles. Since such materials are difficult to recycle and reusing, there are ecological problems in the environment. For this reason, repairs of such materials are carried out in order to reuse damaged parts rather than dismantling and installing new materials. In addition, these materials are new technological materials and their costs are high. That is why, their repairs are preferred. Thus, repairs of such nonmetallic materials are becoming increasingly important.
Especially, repairs of the outer shells and wing parts in the air planes that damaged by accidental bullets and striking objects (such as birds etc.) which are particularly important in terms of strength are carried out by this type of patch bonding repair technique.
In this study, 10 mm circular damage was created after 8 layers of composite sheets with woven glass and carbon fibers reinforcement were produced. Borders of these damages (bonding area) in parent materials were subjected to mechanical operations and then, these damages were repaired by patch bonding technique with different adhesives and different patches in suitable laboratory (environmental) conditions.
In the experiments carried out, the factors affecting the quality of the repair (ultimate damage load) were investigated. These factors include; Diameter/width of composite plate ratio, adhesive thickness, adhesive types, the change of fiber reinforcement angle (0°,15°,30°,45°), patch thickness and patch geometry.
The obtained results were transferred to the graphs and compared and discussed with the existing study results presented in the literature.