Darbe Hasarlı Filaman Sargılı Kompozit Yapı Elemanlarının Basma Kuvveti Altındaki Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi ve Hasar Analizi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
12.07.2021
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Kompozit malzemeler üstün özellikleri sayesinde her sektörde yerini almıştır. Teknolojik
ilerlemeler ve artan ihtiyaçlar bu malzemelerden beklentileri de arttırmıştır. Çözüm arayışı içinde bulunan
araştırmacılarda gelişime açık bir alan olan kompozit malzemeler üzerine yoğunlaşmışlardır. Bu çalışmanın
amacı kompozit malzemenin kullanım öncesinde ya da kullanım sırasında alabileceği darbe hasarlarına
karşı yapısında meydana gelen enerji yutma kapasitesi ve eksenel yük kapasitesine etkilerini incelemektir.
Yapılan çalışmada filaman sarım yöntemiyle üretilmiş farklı tabaka sayılarında ve elyaf oryantasyon
açılarına sahip cam takviyeli polimer (CTP) kompozit silindirik borular kullanılmıştır. 1 m’lik üretilen Ø72
mm iç çapında [±30°]k, [±45°]k, [±55°]k, [±75°]k ve [±90°]k elyaf konfigürasyonuna sahip ve 2,4,6 tabakalı
filaman sarımlı CTP borular dairesel testereli boru kesme tezgahında deneylere uygun boyutta kesilmiştir.
Yakma deneyi ile kullanılan malzemedeki ağırlıkça elyaf-matris oranı belirlenmiştir. ASTM D 7136
standardına göre uygulanan 2 m/s (metre/saniye) hızındaki düşük hızlı darbe deneyi ile numunelerde hasar
meydana getirilmiştir. Düşük hızlı darbe deneyinde elde edilen verilerden kuvvet-zaman, kuvvetdeplasman
ve enerji-zaman grafikleri oluşturularak darbe kuvvetleri, deplasman değişimleri ve yutulan
enerji miktarları incelenmiştir. Darbe hasarlı numunelere darbe sonrası basma (CAI) deneyi yapılmıştır.
Basma Deneyi ASTM D 7137 standardına göre 4 mm/dak (milimetre/dakika) hızında uygulanmış ve elde
edilen verilerden kuvvet-deplasman grafikleri oluşturulmuştur. Darbe hasarsız numunelere de yapılan
basma deneyi sonuçlarına göre darbe hasarının mekanik özelliklere etkisi ve yükleme altındaki davranışları
gözlenmiştir. Filaman sarım kompozitlerin tabaka sayısı ve sarım açısı incelenen parametrelerdir.
Composite materials have taken their place in every sector thanks to their superior properties. Technological advances and increasing needs have increased expectations from these materials. Researchers in search of solutions have focused on composite materials, which is an area open to development. The aim of this study is to examine the effects of the energy absorption capacity and axial load capacity of the composite material against the impact damage it may receive before or during use. In the study, glass reinforced polymer (GRP) composite cylindrical pipes with different layer numbers and fiber orientation angles produced by filament winding method were used. It has 1 m produced Ø72 mm inner diameter [±30°]k, [±45°]k, [±55°]k, [±75°]k and [±90°]k fiber configurations and has 2, 4, 6-layer filament wound GRP pipes were cut in a suitable size for the experiments on a pipe cutting machine with a circular saw. With the combustion test, the weight of the fiber-matrix ratio in the material used was determined. The samples were damaged by the low speed impact test at 2 m/s (meter/second) speed applied according to ASTM D 7136 standard. The force-time, force-displacement and energy-time graphs were created from the data obtained in the low-speed impact experiment, and the impact forces, displacement changes and the amount of absorbed energy were examined. Post-impact compression (CAI) test was performed on impact-damaged samples. Compression Test was applied at a speed of 4 mm/min (millimeter/minute) according to ASTM D 7137 standard and force-displacement graphs were created from the obtained data. According to the results of the compression test performed on the samples without impact damage, the effect of impact damage on the mechanical properties and their behavior under loading were observed. The number of layers and the winding angle of the filament winding composites are the parameters examined.
Composite materials have taken their place in every sector thanks to their superior properties. Technological advances and increasing needs have increased expectations from these materials. Researchers in search of solutions have focused on composite materials, which is an area open to development. The aim of this study is to examine the effects of the energy absorption capacity and axial load capacity of the composite material against the impact damage it may receive before or during use. In the study, glass reinforced polymer (GRP) composite cylindrical pipes with different layer numbers and fiber orientation angles produced by filament winding method were used. It has 1 m produced Ø72 mm inner diameter [±30°]k, [±45°]k, [±55°]k, [±75°]k and [±90°]k fiber configurations and has 2, 4, 6-layer filament wound GRP pipes were cut in a suitable size for the experiments on a pipe cutting machine with a circular saw. With the combustion test, the weight of the fiber-matrix ratio in the material used was determined. The samples were damaged by the low speed impact test at 2 m/s (meter/second) speed applied according to ASTM D 7136 standard. The force-time, force-displacement and energy-time graphs were created from the data obtained in the low-speed impact experiment, and the impact forces, displacement changes and the amount of absorbed energy were examined. Post-impact compression (CAI) test was performed on impact-damaged samples. Compression Test was applied at a speed of 4 mm/min (millimeter/minute) according to ASTM D 7137 standard and force-displacement graphs were created from the obtained data. According to the results of the compression test performed on the samples without impact damage, the effect of impact damage on the mechanical properties and their behavior under loading were observed. The number of layers and the winding angle of the filament winding composites are the parameters examined.
Açıklama
Yüksek Lisans Tezi
Anahtar Kelimeler
Cam takviyeli polimer (CTP), Düşük hızlı darbe, Darbe sonrası basma (CAI), Hasar davranışı, Filaman sarım, Damage behavior, Filament winding, Glass reinforced polymer (GRP), Low velocity impact, Post impact compression (CAI)
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Güven, Z. K. (2021). Darbe hasarlı filaman sargılı kompozit yapı elemanlarının basma kuvveti altındaki mekanik özelliklerinin belirlenmesi ve hasar analizi. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya.
