The investigation of crack initiation and propagation in composite materials

Abstract

İyi tasarlanmış kompozit malzemelerin avantajı, genellikle bileşenlerinin en iyi özelliklerini sergilemeleri ve bazen ise bileşenlerinin bile sahip olmadığı bazı özelliklere sahip olmalarıdır.Bu tezin ana amacı, zeytin pirinası partiküllü biyokompozit malzemedeki çatlak başlangıcını ve ilerlemesini sayısal olarak analiz etmek ve sonuçları analitik ve deneysel çözümlerle karşılaştırmaktır.Çekme, bükülgenlik ve mikrosertlik testleri dahil olmak üzere farklı mekanik analiz teknikleri kullanılarak, zeytin pirinası partiküllerinin takviye malzemesi olarak kullanıldığı vinilester reçinedeki etkisi, ayrıntılı olarak araştırılmıştır. Darbe yüklemesine maruz kalan kompozit numunelerin çatlak başlangıcı ve ilerlemesi süreci Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak ANSYS'de incelenmiştir.Sonuçlar, %5 (OP)p/VE numuneleri için malzeme mekanik özelliklerinden çekme mukavemetinde (%1,58) ve çekme modülünde (%0,49) iyileşme ve %10 ve %20 (OP)p/VE numuneleri için ise azalma göstermiştir. Bu sonuçlarla birlikte sonlu elemanlar analizi, %5 (OP)p/VE numuneleri için gerilme enerjisinde (%0,30) azalma, sırasıyla %10 ve %20 (OP)p/VE için (%5,44 ve %8,52) iyileşme olduğunu göstermiştir.

The advantage of composite materials is that, if well designed, they usually show the best qualities of their constituents and often some qualities that neither constituent possesses.The primary aim of this thesis is to analyze the crack initiation and propagation in olive pomace particulate biocomposite materials numerically and compare the results with the analytical and experimental solutions.The influence of olive pomace particles as a reinforcing material for vinylester resin was investigated in detail using different mechanical analysis techniques, including tensile, flexural and microhardness tests. The process of the crack initiation and propagation of the composite materials, subjected to impact loading, was investigated using FEM with ANSYS.The results indicated improvements in mechanical properties including tensile strength (%1,58) and tensile modulus (%0,49) for %5 (OP)p/VE specimens and declines for %10 and %20 (OP)p/VE specimens. However, the FEM analysis indicated declines in strain energy (% 0,30) for %5 (OP)p/VE specimens and improvements (%5,44 and %8,52) respectively for %10 and %20 (OP)p/VE specimens.