Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

TABAKALI CAM ELYAF/EPOKSİ KOMPOZİTLERİN DARBE DAVRANIŞININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Yıl 2018, Cilt: 6 Sayı: 3, 435 - 447, 28.09.2018

Ayşe Öndürücü Ali Karacan

https://doi.org/10.21923/jesd.363292
Cited By: 5

Öz

Darbe, bir malzeme veya yapı üzerine düşük, orta ve
yüksek hızlarda çok kısa bir süre içerisinde uygulanan anlık dış kuvvet olarak
tanımlanır. Uygulama yerine ve kullanım amacına göre malzemenin maruz
kalabileceği darbeler çok farklı şekillerde olabilir Bu çalışmada, artan darbe
enerji değerleri için farklı oryantasyon açılarına sahip cam elyaf/epoksi
kompozit numunelerin darbe davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Darbe
deneyleri için 50cm x 50cm boyutlarında 8 ve 12 tabakalı cam elyaf/epoksi
kompozit malzemeler üretilmiştir. Bu numuneler 4 ayrı gruba ayrılmıştır. Her
grup numuneler için 10J, 20J ve 30J’lük artan darbe enerjisi değerleri altında
darbe testi uygulanarak fiber takviye açılarının ve tabaka kalınlıklarının
darbe davranışı üzerine etkileri incelenmiştir. Darbe deneyleri sonucunda, 8
tabakalı numunelerinin yük taşıma kapasitelerinin ve darbe dayanımlarının 12
tabakalı numunelere göre daha düşük olduğu görülmüştür. Artan darbe enerjisi
değerlerinde maksimum kuvvet ve çökme miktarı değerlerinin de arttığı
gözlenmiştir. Darbe testi uygulanan cam elyaf/epoksi kompozit numunelerde darbe
uygulanan ön yüzde düşük darbe enerjileri için ezilme izi, küçük
delaminasyonlar ve matris kırılmaları gözlemlenirken, darbe enerjisinin
arttırılmasıyla fiber kırılmalarının ve delinme hasarlarının meydana geldiği
görülmüştür. Bunun yanısıra, kompozit numunelerin darbe uygulanmamış olan arka
yüzlerinde ise delaminasyonlar ve fiber ayrılmaları gözlemlenmiştir. Darbe
enerjisinin arttırılmasıyla delaminasyon alanlarının genişlediği, fiberlerin
kırıldığı ve delinme hasarının oluştuğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Cam elyaf/epoksi Tabakalı kompozitler Düşük hızlı darbe Darbe enerjisi

Kaynakça

  • Abrate, S., 1998. Impact on Composite Structures. Cambridge University Press, 289s, United Kingdom.
  • Aktaş, M., Ataş, C., İçten, B.M. Karakuzu, R., 2009. An Experimental Investigation of the Impact Response of Composite Laminates. Composite Structures. 87, 307-313.
  • Aslan, Z., Karakuzu, R., Okutan, B., 2003. The Response of Laminated Composite Plates under Low-Velocity Impact Loading. Composite Structures. 59, 119-127.
  • Baucom, J.N., Zikry, M.A., 2005. Low Velocity Impact Damage Progression in Woven E-Glass Composite Systems. Composites, 36, 658-664.
  • Belingardi, G., Vadori, R., 2003. Influence of the Laminate Thickness in Low Velocity Impact Behavior of Composite Material Plate. Composite Structures, 61, 27-38.
  • Caprino, G., Spataro, G., Luongo, S.D., 2004. Low-Velocity Impact Behaviour of Fiber Glass–Aluminium Laminates. Composites: Part A, 35, 605-616.
  • Ceyhun, V., Turan, M., Tabakalı Kompozit Malzemelerin Darbe Davranışı. Mühendis ve Makine, 44 (516), Ocak 2003, s.35-41.
  • Chiu, S. T. , Liou, Y. Y. , Chang, Y. C. , Ong. C. L., 1997. Low Velocity Impact Behavior of Prestressed Composite Laminates. Materials Chemistry and Physics, 47, 268-272.
  • Datta S., Krishna, A.V., Rao, R.M.V.G.K., 2004. Low Velocity Impact Damage Tolerance Studies on Glass-Epoxy Laminates-Effects of Material, Process and Test Parameters. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 23 (3), 327-345. Goo, N.S., Kim, S.J., 1997. Dynamic Contact Analysis of Laminated Composite Plates under Low Velocity Impact. AIAA Journal, 35, 1518-1521.
  • Hosur, M.V., Adbullah, M., Jeelani, S., 2005. Studies on the Low-Velocity Impact Response of Woven Hybrid Composites. Composite Structures, 67, 253-262.
  • Kara, M., 2012. Düşük Hızlı Darbe Sonrası Yama İle Tamir Edilmiş Filaman Sarım CTP Boruların İç Basınç Altındaki Hasar Davranışı. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 126s, Konya.
  • Karacan, A., Darbe Sonrası Farklı Ortam Koşullarına Maruz Bırakılan Kompozit Plakaların Basma Mukavemetlerinin Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Isparta, (Devam Ediyor).
  • Kessler, A., Bledzki, A.K., 1999. Low Velocity Impact Behavior of Glass/Epoxy Cross-Ply Laminates with Different Fiber Treatments. Polymer Composites, 20 (2), 269-278.
  • Kıratlı, S., 2012. Darbe Hasarlı Tabakalı Kompozitlerin Burkulma ve Esneklik Davranışı. Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 73s, Sivas.
  • Mili, F., Necib, B., 2001. Impact Behaviour of Cross-Ply Laminated Composite Plates under Low Velocities. Composite Structures, 51, 273-244.
  • Morais, de W. A., Monteiro, S.N., d'Almeida J.R.M., 2005. Effect of the Laminate Thickness on the Composite Strength to Repeated Low Energy Impacts. Composite Structures, 70, 223–228.
  • Naik, N. K., Borade, S. V., Arya, H., Sailendram, M., Prabhu, S. V., 2002. Experimental Studies on Impact Behaviour of Woven Fabric Composites: Effect of Impact Parameters. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 21 (15), 1347-1362.
  • Naik, N.K., Meduri, S., Sekher, Y. C., 2000. Polymer Matrix Woven Fabric Composites Subjected to Low Velocity Impact: Part II-Effect of Plate Thickness. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 19 (13), 1031-1055.
  • Rotem, A. Lifshitz, J.M., 1971. Longitudinal Strength of Unidirectional Fibrous Composite under High Rate of Loading. Proc. 26th Annual Tech. Conf. Soc. Plastics Industry Reinforced Plastics, Composites Division, Washington, DC, Section 10-G, 1-10.
  • Sayer, M., 2009. Hibrit Kompozitlerin Darbe Davranışlarının İncelenmesi. Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 134s, Denizli.
  • Sierakowski, R.L., Nevil, G.E., Ross, A. Jones, E.R., 1971. Dynamic Compressive Strength and Failure of Steel Reinforced Epoxy Composites. Journal of Composite Materials, 5, 362-377.
  • Sierakowski, R.L. and Chaturvedi, S.K., 1997. Dynamic Loading and Characterization of Fiber-Reinforced Composites. New York, Wiley.
  • Uyaner, M., Kara, M., Ataberk, N., 2007. E Camı/Epoksi Tabakalı Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Davranışına Numune Boyutlarının Etkisi. 8. Uluslararası Kırılma Konferansı Bildiriler Kitabı. 7-9 Kasım, İstanbul, 361-368.
  • Yıldızhan, İ., 2013. Hibrit Kompozit Malzemelerin Darbe Davranışı. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 83s, Isparta.

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON THE IMPACT BEHAVIOR OF LAMINATED GLASS FIBER/EPOXY COMPOSITES

Yıl 2018, Cilt: 6 Sayı: 3, 435 - 447, 28.09.2018

Ayşe Öndürücü Ali Karacan

https://doi.org/10.21923/jesd.363292
Cited By: 5

Öz












Impact can be defined as the momentary external force
applied to a material or structure at a low, medium, or high speed within a
very short period of time. Depending on the application and the purpose of
use, the impact that the material may be subjected to can be very different. In
this study, the impact behaviors of glass fiber / epoxy laminated composite
specimens with different orientation angles for increasing impact energy
values were experimentally investigated. For
impact tests, 8 and 12 layered
glass fiber/epoxy composite materials were manufactured in dimensions of 50cm
x 50 cm, and specimens were cut in dimensions of 150mm
x 100 mm. These samples are divided into 4 separate groups. For each group of samples,
impact tests were performed under increasing impact energy values of 10J, 20J
and 30J to investigate the effects of fiber reinforcement angles and layer
thickness on impact behavior. As a result of the impact tests, It was also
observed that the maximum force and the displacement increased with
increasing impact energy values. it was seen that the load carrying
capacities of the 8 layered samples and the impact strengths were lower than
those of the 12 layered samples. It has been observed that the
maximum collapse for 30J impact energy is in the specimens with  array. It was
observed that small fiber segregations and matrix fractures were observed on
impacted top face of glass fiber/epoxy composite samples for low impact
energies. In
addition, it was seen that fiber breakage
and perforation damage occurred by increasing the impact energy. Fiber segregations, fiber breakages and perforation damage were observed on
the bottom faces of the composite specimens where no impact was applied. It is also observed that
the areas of the damage have grown with increasing impact energy values.

Anahtar Kelimeler

Glass fiber/epoxy Laminated composites Low velocity impact Impact energy Damage

Kaynakça

  • Abrate, S., 1998. Impact on Composite Structures. Cambridge University Press, 289s, United Kingdom.
  • Aktaş, M., Ataş, C., İçten, B.M. Karakuzu, R., 2009. An Experimental Investigation of the Impact Response of Composite Laminates. Composite Structures. 87, 307-313.
  • Aslan, Z., Karakuzu, R., Okutan, B., 2003. The Response of Laminated Composite Plates under Low-Velocity Impact Loading. Composite Structures. 59, 119-127.
  • Baucom, J.N., Zikry, M.A., 2005. Low Velocity Impact Damage Progression in Woven E-Glass Composite Systems. Composites, 36, 658-664.
  • Belingardi, G., Vadori, R., 2003. Influence of the Laminate Thickness in Low Velocity Impact Behavior of Composite Material Plate. Composite Structures, 61, 27-38.
  • Caprino, G., Spataro, G., Luongo, S.D., 2004. Low-Velocity Impact Behaviour of Fiber Glass–Aluminium Laminates. Composites: Part A, 35, 605-616.
  • Ceyhun, V., Turan, M., Tabakalı Kompozit Malzemelerin Darbe Davranışı. Mühendis ve Makine, 44 (516), Ocak 2003, s.35-41.
  • Chiu, S. T. , Liou, Y. Y. , Chang, Y. C. , Ong. C. L., 1997. Low Velocity Impact Behavior of Prestressed Composite Laminates. Materials Chemistry and Physics, 47, 268-272.
  • Datta S., Krishna, A.V., Rao, R.M.V.G.K., 2004. Low Velocity Impact Damage Tolerance Studies on Glass-Epoxy Laminates-Effects of Material, Process and Test Parameters. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 23 (3), 327-345. Goo, N.S., Kim, S.J., 1997. Dynamic Contact Analysis of Laminated Composite Plates under Low Velocity Impact. AIAA Journal, 35, 1518-1521.
  • Hosur, M.V., Adbullah, M., Jeelani, S., 2005. Studies on the Low-Velocity Impact Response of Woven Hybrid Composites. Composite Structures, 67, 253-262.
  • Kara, M., 2012. Düşük Hızlı Darbe Sonrası Yama İle Tamir Edilmiş Filaman Sarım CTP Boruların İç Basınç Altındaki Hasar Davranışı. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 126s, Konya.
  • Karacan, A., Darbe Sonrası Farklı Ortam Koşullarına Maruz Bırakılan Kompozit Plakaların Basma Mukavemetlerinin Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Isparta, (Devam Ediyor).
  • Kessler, A., Bledzki, A.K., 1999. Low Velocity Impact Behavior of Glass/Epoxy Cross-Ply Laminates with Different Fiber Treatments. Polymer Composites, 20 (2), 269-278.
  • Kıratlı, S., 2012. Darbe Hasarlı Tabakalı Kompozitlerin Burkulma ve Esneklik Davranışı. Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 73s, Sivas.
  • Mili, F., Necib, B., 2001. Impact Behaviour of Cross-Ply Laminated Composite Plates under Low Velocities. Composite Structures, 51, 273-244.
  • Morais, de W. A., Monteiro, S.N., d'Almeida J.R.M., 2005. Effect of the Laminate Thickness on the Composite Strength to Repeated Low Energy Impacts. Composite Structures, 70, 223–228.
  • Naik, N. K., Borade, S. V., Arya, H., Sailendram, M., Prabhu, S. V., 2002. Experimental Studies on Impact Behaviour of Woven Fabric Composites: Effect of Impact Parameters. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 21 (15), 1347-1362.
  • Naik, N.K., Meduri, S., Sekher, Y. C., 2000. Polymer Matrix Woven Fabric Composites Subjected to Low Velocity Impact: Part II-Effect of Plate Thickness. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 19 (13), 1031-1055.
  • Rotem, A. Lifshitz, J.M., 1971. Longitudinal Strength of Unidirectional Fibrous Composite under High Rate of Loading. Proc. 26th Annual Tech. Conf. Soc. Plastics Industry Reinforced Plastics, Composites Division, Washington, DC, Section 10-G, 1-10.
  • Sayer, M., 2009. Hibrit Kompozitlerin Darbe Davranışlarının İncelenmesi. Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 134s, Denizli.
  • Sierakowski, R.L., Nevil, G.E., Ross, A. Jones, E.R., 1971. Dynamic Compressive Strength and Failure of Steel Reinforced Epoxy Composites. Journal of Composite Materials, 5, 362-377.
  • Sierakowski, R.L. and Chaturvedi, S.K., 1997. Dynamic Loading and Characterization of Fiber-Reinforced Composites. New York, Wiley.
  • Uyaner, M., Kara, M., Ataberk, N., 2007. E Camı/Epoksi Tabakalı Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Davranışına Numune Boyutlarının Etkisi. 8. Uluslararası Kırılma Konferansı Bildiriler Kitabı. 7-9 Kasım, İstanbul, 361-368.
  • Yıldızhan, İ., 2013. Hibrit Kompozit Malzemelerin Darbe Davranışı. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 83s, Isparta.
Toplam 24 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Makine Mühendisliği
Bölüm Araştırma Makaleleri \ Research Articles
Yazarlar

Ayşe Öndürücü 0000-0002-0319-4256

Ali Karacan Bu kişi benim 0000-0001-9225-4830

Yayımlanma Tarihi 28 Eylül 2018
Gönderilme Tarihi 6 Aralık 2017
Kabul Tarihi 26 Temmuz 2018
Yayımlandığı Sayı Yıl 2018 Cilt: 6 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Öndürücü, A., & Karacan, A. (2018). TABAKALI CAM ELYAF/EPOKSİ KOMPOZİTLERİN DARBE DAVRANIŞININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Mühendislik Bilimleri Ve Tasarım Dergisi, 6(3), 435-447. https://doi.org/10.21923/jesd.363292

Cited By

DENİZ SUYUNUN FARKLI TABAKA KALINLIKLI KOMPOZİT PLAKALARIN DARBE DAVRANIŞINA ETKİSİ
Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi
https://doi.org/10.47118/somatbd.1407840
Dairesel Delikli Kompozit Plakaların Düşük Hızlı Darbe Davranışlarinin Deneysel Olarak İncelenmesi
Teknik Bilimler Dergisi
https://doi.org/10.35354/tbed.1280285
Fonksiyonellendirilmiş Alümina ve Silika Katkılı Kevlar-Cam Elyaf/Epoksi Reçineli Hibrit Kompozitlerin Cam ve Kevlar Yüzeylerine Uygulanan Darbe Enerjilerinin Darbe Davranışlarına Etkisinin İncelenmesi
Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi
https://doi.org/10.19113/sdufenbed.638388
KOMPOZİT PLAKALARIN DARBE DAVRANIŞINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA
Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi
https://doi.org/10.47118/somatbd.1118204
SISALIN BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIM İÇERİSİNDE LİF OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI
Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi
Şebnem KARAHANÇER
https://doi.org/10.21923/jesd.553502