Low velocity impact behavior of glass fiber and carbon fiber reinforced composites

Abstract

Darbe düşük, orta veya yüksek hızlarda çok kısa bir süre içinde bir malzeme veya yapı üzerinde uygulanan anlık bir dış kuvvet olarak tanımlanabilir.Bu çalışmada, cam elyaf/epoksi, karbon elyaf/ epoksi, karbon elyaf-cam elyaf/epoksi hibridsimetrik ve simetrik olmayan kompozitlerin darbe enerjisi altındaki davranışları deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla 100 x 100 mm boyutlarında 8 tabakalı cam elyaf/ epoksi, karbon elyaf/epoksi, karbon elyaf-cam elyaf/epoksi hibrid simetrik ve simetrik olmayan numuneler Mühendislik Fakültesi Mekanik Laboratuvarlarında üretilmiştir. Fiber açılarının darbe davranışı üzerine etkisini incelemek için farklı takviye açıları belirlenmiştir. Düşük hızlı darbe testleri Ceast Marka Fractovis Plus test cihazında yapılmıştır. Simetrik olmayan hibrid kompozitlerin darbe testinde karbon yüzeye ve cam yüzeye ayrı ayrı darbe uygulanmıştır. 10J ,20J,30J, 40J şeklinde darbe enerjileri kompozit plakalara ortadan uygulanmıştır. Sonlu elemanlar metodu kullanarak yapılan sayısal analizlerle deneysel sonuçlar mukayese edilmiş ve hasar yüzeyleri incelenmiştir. Deneysel ve sayısal çalışmaların sonucunda birbirine yakın neticeler elde edilmiştir.

Impact can be defined as a momentary external force applied on a material or structure in a very short time at low, medium or high speed.In this study, the behaviors of glass fiber / epoxy, carbon fiber / epoxy, carbon fiber glass fiber / epoxy hybrid symmetric and non-symmetric composites under impact load were investigated experimentally and numerically. For this purpose, 8 layers of symmetric and non-symmetric specimens with dimensions of 100 x 100 mm were produced in the Mechanics Laboratory of Mechanical Engineering Department. Different ply angles have been considered to examine the effect of fiber angles on impact behavior. Low-velocity impact tests were performed on Ceast Brand Fractovis Plus test machine. Impact tests of non-symmetric hybrid composites were performed on both surfaces. 10J, 20J, 30J, 40J impact energies were applied through the composite plate. Finite element method used for numerical analyses and its results were compared with experimental results. Damage surfaces of the specimens were optically investigated. As a result of experimental and numerical studies, close results have been obtained.