Tek yönlü ve çift eksenli karbon elyaf takviyeli polyester reçine matrisli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada polyester matris içerisine 12 K flament sayısına sahip tek yönlü ve çift eksenli karbon elyaf takviyelerinin 1, 2 ve 3 katmandan oluşacak şekilde yerleştirilmesi ile kompozit malzemeler üretilmiştir. Kompozitler oda sıcaklığında el yatırma yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Üretilen kompozit plakalardan karbon elyaf lif yönü açısına göre bir kalıp yardımıyla standartlara uygun olarak numuneler hazırlanmıştır. Üç farklı numune grubu oluşturulmuştur. Birincisi tek yönlü karbon elyaftan lif yönü 00 olacak şekilde, ikinci ve üçüncü grup ise çift eksenli karbon elyaftan lif yönü 00 ve ±450 olacak şekilde numuneler üretilmiştir. Üretilen numunelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için çekme, üç nokta eğme ve düşen ağırlık düşük hızlı çarpma testleri yapılmıştır. Yapılan çekme testleri sonucunda, aynı katman sayısına sahip kompozitlerde en iyi kopma mukavemet değerlerinin tek yönlü karbon fiber takviyeli 00 li lif yönlendirmesine sahip kompozitlere ve en iyi sünekliğin ise çift eksenli karbon elyaf katkılı ±450 lik lif yönlenme açısına sahip kompozit malzemelere ait olduğu anlaşılmıştır. Üç nokta eğme testler sonucu ise tek yönlü karbon elyaf takviyeli 00 li lif yönlendirme açısına sahip kompozit malzemelerin elastisite değerlerinin en iyi sonuçlara sahip olduğu anlaşılmıştır. Katman sayılarının atmasıyla en iyi eğilme mukavemet değerinin çift eksenli 00 li lif yönlendirme açısına sahip kompozit malzemelere ait olduğu görülmüştür. Çekme test sonuçlarında olduğu gibi en iyi süneklik değeri çift eksenli ±450 li lif yönlendirme açısına sahip kompozit malzemelerine ait olduğu anlaşılmıştır. Düşen ağırlık düşük hızlı darbe testlerinde en iyi darbe mukavemet değerinin çift eksenli ±450 li lif yönlendirme açısına sahip kompozit malzemelerine ait olduğu anlaşılmıştır. Çekme ve eğme testlerinde en iyi elastisite değerlerine sahip olan tek yönlü karbon fiber takviyeli 00 li lif yönlendirmesine sahip kompozitlerin düşen ağırlık düşük hızlı darbe testinde en fazla deformasyona uğrayan kompozit malzeme olduğu görülmüştür.

In this study, composite materials were produced placing unidirectional and biaxial carbon fiber reinforcements with 12 filament numbers in polyester matrix to form one, two and three layers. The composite materials were produced in room temperature through hand lay-up method. Samples were prepared from composite plates with the help of a mold in line with the fiber direction angle in accordance with the standards. Three different sample groups were formed. The first group of samples was produced from unidirectional carbon fiber with 00 fiber direction while the second and third groups were formed from biaxial carbon fiber with 00 and ±450 fiber directions. Tensile, bending and falling weight low speed impact tests were conducted for determination of mechanical properties of the samples. As a result of the tensile test, it was found that the composite materials with 00 unidirectional fiber reinforcement had the highest values of tensile strength while the composite materials with ±450 biaxial carbon fiber reinforcement had the highest values of elasticity in the composite materials with the same number of layers. Bending tests showed that the composite materials with 00 fiber direction angle of unidirectional carbon fiber reinforcements had the highest values of elasticity. It was further found that as the number of layers increased, the highest values of tensile strength turned out to be in the biaxial composite materials with 00 fiber direction angle. As in tensile tests, the highest values of elasticity turned out to be in biaxial composite materials with ±450 fiber direction angle. Falling weight low speed impact tests showed that the highest values of impact tensile strength turned out to be in the biaxial composite materials with ±450 fiber direction angle. The composite materials with 00 unidirectional fiber reinforcement that showed the highest values of elasticity in tensile and bending tests turned out to be the composite material with the highest values of deformation in falling weight low speed impact tests.