Tabakalı kompozitlerin darbe direncinin incelenmesi

Abstract

Mühendislik malzemeleri üretim, servis ve kullanım sırasında darbeye maruz kalabilmekte, beklenmedik sonuçlar, hasarlar ortaya çıkabilmektedir. Bundan dolayı mühendislik malzemelerinde darbe hasarının bilinmesi ve tahmin edilmesi önem arz etmektedir. Yapılan darbe testleriyle malzemelerin darbeye verecekleri tepkiler tahmin edilebilmektedir. Bu çalışmada tel takviyeli tabakalı kompozit malzemelerin darbe davranışları incelenmiştir. Darbe deneyleri, polimer matris ve takviye elemanı olarak çelik elek teli kullanılarak üretilen numuneler için farklı enerji seviyelerinde yapılmıştır. Numuneler takviyesiz ve 3 farklı dizilimde çelik tel takviyeli olarak 180 ˚C sıcaklıkta 30 dakika süre ile pişirilerek üretilmiştir. Sonrasında bu çekirdeğin alt ve üst yüzeyine 0,5 mm kalınlığında 5457 kalite alüminyum levhalar poliüretan yapıştırıcı ile yapıştırılarak kompozit üretimi tamamlanmıştır. Hazırlanan numunelere 20J, 30J, 40J ve 50J enerji seviyelerinde düşük hızlı darbe deneyi uygulanmıştır. Deneyler sonrasında numunelerin, farklı enerji değerlerine karşılık gelen kuvvet-zaman, kuvvet-deplasman ve enerji-zaman grafikleri elde edilmiştir. Darbe yapılan numunelerin taramalı elektron mikroskobu ile darbe hasar analizi yapılmıştır. Bu analiz, grafik ve fotoğraflar birlikte göz önüne alınarak darbeye uğramış numunelerin hasar mekanizmalarına ilişkin değerlendirme ve yorumlar yapılmıştır.

Engineering materials can be exposed to impact during production, service and use, and unexpected results and damages can occur. Therefore, it is important to know and predict impact damage in engineering materials. With the impact tests, the reactions of the materials to the impact can be predicted. In this study, the impact behavior of wire-reinforced laminated composite materials was investigated. Impact tests were carried out at different energy levels for the samples produced using the polymer matrix and steel mesh as the reinforcement element. The samples were produced by firing at 180 ˚C for 30 minutes without reinforcement and with steel wire reinforcement in 3 different sequences. Afterwards, 0.5 mm thick 5457 quality aluminum sheets were adhered to the lower and upper surfaces of this core with polyurethane adhesive, and composite production was completed. Low velocity impact test was applied to the prepared samples at 20J, 30J, 40J and 50J energy levels. After the experiments, force-time, force-displacement and energy-time graphs corresponding to different energy values of the samples were obtained. Impact damage analysis of the impacted samples was carried out by scanning electron microscopy. Considering this analysis, graphics and photographs together, evaluations and interpretations of the damage mechanisms of the impacted samples were made.