Zamana bağlı olarak kompozit malzemelerin darbe davranışına soğuk ortamın etkisi

Abstract

Farklı hızlarda kısa süre içinde, bir malzeme ve yapı üzerine anlık dış kuvvetin yarattığıetkiye darbe adı verilir. Darbe kompozit malzemeler üzerinde bir veya birden çok hasarmodu oluşturabilir. Hasar modları; delaminasyon, fiber kırılması, matriks çatlağı, fiber–matriks ara yüzey hasarı ve delinme şeklinde görülebilir. Bu hasar modlarına bağlıolarak darbe davranışı kuvvet‐çökme eğrileri, absorbe edilen enerji‐zaman eğrileri,darbe enerjisi‐kuvvet eğrileri, darbe enerjisi‐ çökme eğrileri yardımlarıyla dagözlemlenebilir.Bu tez çalışmasında ASTM standartalarına göre mekanik özellikleri belirlenen tek yönlücam elyaf takviyeli epoksi kompozit plakaların artan darbe enerjisi altında darbedavranışları oda sıcaklığı, soğuk ortam ve yarı zamanlı soğuk ortam olmak üzere 6 aysüreyle 3 farklı ortam sıcaklık şartlarında ele alınarak incelenmiştir. Kompozit plakalar100 mm x 100 mm boyutlarında, 8 ve 16 tabakalı, 2 mm ve 4mm kalınlıklarda tabakalarimal ettirilmiştir. Soğuk ortamın darbe davranışları üzerindeki etkisi zamana bağlıolarak incelenmiştir.Darbe testleri Instron‐Dynatup 9350 HV darbe test cihazı ile yapılmıştır. Deneynumuneleri oda sıcaklığı, soğuk ortam, yarı zamanlı soğuk ortam ve 20J, 30J, 40J, 50J,60J darbe enerjileri koşulları altında test edildi.Bu çalışma sonucunda, 8 tabakalı numuneler için üç farklı çevre şartlarında ve 20J'lükdarbe enerjisi altında kapalı eğri elde edilirken diğer darbe enerjileri seviyeleri ve üçortam şart için açık eğri oluşmuştur. 16 tabakalı numuneler için ise tüm darbeenerjileri ve her üç ortam şartları için kapalı eğri oluşmuştur.Anahtar Kelimeler: Cam elyaf takviyeli kompozit malzeme, darbe davranışı, zamanave sıcaklığa bağlı darbe davranışı, düşük hızlı darbe, tabaka kalınlığı.

The effect on a material or a structure created by an external force within a short timewith different speeds is called impact. The impact might create damage modes oncomposite materials once or more. Damage modes can appear as delamination, fiberbreakage, matrix cracking, fiber‐matrix interface damage and perforation. According tothese damage modes, impact behaviour can be also observed with the help of forcedeflectioncurves, absorded energy‐time curves, , impact energy‐force curves andimpact energy‐ deflection curves.In this study, the impact behaviour under increasing impact energies of unidirectionalfiber glass reinforced epoxy composite plates determined mechanical propertiesaccording to ASTM standarts have been examined for a period of 6 months under coldenvironment conditions, half cold environment conditions and room temperatureconditions. Composite plates have been manufactured as in the size of 100mmx100mm,2 mm and 4 mm different thickness of 8 and 16 layers. The effect of the coldenvironment on impact bahavior has been studied as function of time.An instrumented drop weight impact testing machine '' Instron‐ Dynatup 9350 HV'' wasused for the impact tests. The samples have been tested under cold, half cold androom temperature conditions for the cold atmosphere condition, half cold atmospherecondition and room temperature and 20J, 30J, 40J, 50J, 60J impact energy conditions.As a result, while a closed curve was obtained the three different environmentalconditions and under 20J impact energy, the open curves were obtained for otherimpact energy levels and the three different environmental conditions. Closed curveswere obtained for the samples with 16 layers at all environmental and impact energyconditions.Keywords: Glass fiber reinforced material, impact behavior, time and temperaturedependent impact behavior, low velocity impact, plate thickness.