Determination of mechanical behaviors of filament wound hybrid composite pipes
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Bu çalışma, tabaka içi fiber hibridizasyonunun filament sarım tekniği ile üretilen kompozit boruların mekanik özellikleri üzerindeki etkilerini incelemektedir. Bu amaçla, kompozit boru numuneleri hazırlamak için 2 eksenli otomatik filament sargı makinesi tasarlanmış ve üretilmiştir. Örnekler, farklı sargı açılarındaki performansı izleyerek hibridizasyonun etkisini daha etkin bir şekilde araştırmak için üç farklı elyaf yöneliminde (±(40°), ±(55°) ve ±(70°)) 6 katman halinde üretilmiştir. ASTM D2290'daki gibi ayrık-disk testi, numunelerin görünür gerilme mukavemetini belirlemek için kullanılmıştır. Eksenel sıkıştırma davranışları ve numunelerin sertlik özellikleri sırasıyla ASTM D695 ve ASTM D2412'ye göre belirlenmiştir. Ek olarak, örnekler eksenel ve yanal yönlerde ayrı ayrı sıkıştırılmış ve bu yönlerde ezme davranışları belirlenmiştir. Son olarak, numunelerin elyaf içeriğini belirlemek için ASTM D2584 uyarınca yakma testleri yapılmıştır. Kırılma mekanizmalarını anlamak için her test için başarısızlık modları ayrı ayrı incelenmiştir.Çekme testi sonuçları, hibrit olmayan kompozit boruların görünen çekme özelliklerinin, hibrit kompozit borularınkinden daha iyi olduğunu göstermiştir. Hibrit numunelerin yarı-statik sıkıştırma performansının, eksenel ve radyal yönlerde marjinal olarak farklı olduğu bulundu; karbon fiberin eklenmesi, eksenel yönde sıkıştırma kuvvetini arttırırken radyal yönde boru sertliğinin azalmasına öncülük etmiştir. Hibrit kompozit boruların ezilme prosesi, hibrit olmayanlara göre daha stabil ve düzenli olarak görülmüştür. Hibrit kompozitlerin genel performansının, hibrit olmayan kompozit boruların sonuçları aralığında olduğu bulunmuştur. This study investigates the effects of intraply fiber hybridization on mechanical properties of composite pipes fabricated by filament winding technique. For this purpose, a 2-axis automated filament winding machine has been designed and fabricated to prepare composite pipe samples. The samples were manufactured at 6 layers at three different fiber orientations (±(40°), ±(55°) and ±(70°)) in order to investigate the effect of hybridization more effectively, by following performance at different winding angles. Split-disk test as in ASTM D2290 was used to establish apparent tensile strength of the samples. Axial compression behaviors and stiffness characteristics of the samples were determined according to ASTM D695 and ASTM D2412, respectively. In addition, the samples were separately compressed in axial and lateral directions and the crushing behaviors were determined in these directions. Finally, ignition loss tests were carried out in accordance with ASTM D2584 to determine the fiber contents of the samples. Failure modes were examined for each test separately to understand the fracture mechanisms. Tensile test results showed that apparent tensile properties of non-hybrid composite pipes are better than those of hybrid composite pipes. The quasi-static compression performance of hybrid samples was found to be marginally different in axial and radial directions such as; inclusion of carbon fiber improved compression strength in the axial direction while leading decrease of pipe stiffness in the radial direction. Crushing procdure of hybrid composite pipes were seen as more stable and regular compared to non-hybrid ones. The overall performance of the hybrid composites were found to be in the range of the results of non-hybrid composite pipes.
Collections