Cam elyaf takviyeli kompozit malzemelerde elyaf tabaka sayısına bağlı mekanik özelliklerin ve darbe dayanımının incelenmesi

Abstract

Otomotiv, havacılık, uzay ve savunma endüstrilerindeki hızlı gelişim hafif ve yüksek mukavemetli malzemeleri gerekli kılmıştır. Bu amaçla cam elyaf takviyeli plastik kompozit malzemeler üretilmeye başlanmış ve zamanla kullanım alanları yaygınlaşmıştır. Cam elyaf takviyeli plastik kompozit malzemeler, yaygın kullanılan malzemeler ile karşılaştırıldığında ağırlıklarına oranla daha yüksek mukavemete ve rijitliğe sahiptirler. Böylece bu malzeme üstün özellikleri ile geniş kullanım alanı bulmaktadır.Bu çalışmada; farklı cam elyaf katman sayısına sahip, el yatırması ve reçine transfer kalıplama (RTM) gibi iki farklı üretim yöntemiyle üretilmiş cam elyaf takviyeli kompozit malzemelerin mekanik özellikleri incelenmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin çekme ve üç nokta eğme testleri yapılarak ortalama mukavemet değerleri elde edilmiştir. Bu testlerin yanısıra düşük hızlı darbe testi yapılarak malzemelerin darbe dayanımları incelenmiştir. Test öncesi ve sonrası numunelerden makro ve mikro fotoğraflar alınmış, numuneler metalografik açıdan karakterize edilmiştir. Reçine ve cam elyaf malzemedeki hasar bölgeleri ayrıntılı olarak test sonrası görüntülerde incelenmiştir. Elyaf tabaka sayısı değişimine ve üretim yöntemine bağlı olarak mekanik özelliklerin değişimi deneysel ve teorik sonuçlarda gözlemlenmiştir.

The rapid growth of automotive, aviation, aerospace and defense industries has required lightweight and high strength materials. Glass fiber reinforced plastic composite materials have been manufactured for this purpose and increasingly used over time. Glass fiber reinforced plastic composite materials have higher strength and rigidity to weight ratios when compared with the commonly used industrial materials. Therefore, this material finds a wide range of use because of its outstanding features.In this study, the mechanical properties of glass fiber reinforced plastic composite materials having different number of layers and manufactured by two different methods; namely, hand lay-up method and resin transfer molding method, were investigated. Average ultimate strength values of the manufactured samples were obtained by three-points bending test and tensile test. Along with these tests, low speed impact tests were conducted to predict the impact strength of the materials. Macro and micro photographs of samples were taken before and after the tests, and the samples were metallographically characterized. Damage zones in the after-test images were examined in detail. The variation of mechanical properties depending on the number of fiber layers and production method were identified considering the experimental and theoretical results.