Research Article
BibTex RIS Cite

Experimental Investigation of Low-Velocity Impact Response of Plain-Weave Glass/Epoxy Composites Reinforced with Carbon Nanotubes

Year 2016, Volume: 31 Issue: ÖS2, 87 - 98, 15.10.2016
https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.315888

Abstract

The low-velocity impact (LVI) response of the plain-weave glass/epoxy laminated composites, which were reinforced with various contents of carbon nanotubes (CNTs) was performed using a drop-weight Fractovis Plus impact machine. The nanocomposite plates were fabricated using hand lay-up (HLU) method. The effect of carbon nanotube addition into the epoxy resin is examined. The influence of the nanocarbon contents on the impact response was achieved by using 1 wt%, and 1.25 wt%. The low-velocity impact responses of the nanocomposite plates were compared, and the effect of CNT on the damaged area after impact was also discussed. The fillers adding changes the low-velocity impact (LVI) response of the plain-weave glass/epoxy laminated composites. Experimental results clearly demonstrated that the samples fabricated by various contents of carbon nanotube (CNTs), have a bigger damage area and more penetration threshold than the control samples (neat). Moreover, the plates with 1 wt % carbon nanotubes have the highest reaction force.

References

  • 1. Hosur, M.V., Adbullah, M., Jeelani, S., 2005. Studies on the Low-velocity Impact Response of Woven Hybrid Composites, Composite Structures, Vol. 67, pp. 253-262.
  • 2. Liew, K.M., Lei, Z.X., Zhang, L.W., 2005. Mechanical Analysis of Functionally Graded Carbon Nanotube Reinforced Composites: A review, Composite Structures, vol. 120, pp. 90-97.
  • 3. Aktas, M., Atas, C., Icten, B.M., Karakuzu, R., 2009. An Experimental Investigation of the Impact Response of Composite Laminates, Composite Structures, vol. 87, pp. 307–313.
  • 4. Solimina, E.M., Sheykab, M.P., Taha, M.R., 2012. Low-velocity Impact of Thin Woven Carbon Fabric Composites Incorporating Multi-walled Carbon Nanotubes, International Journal of Impact Engineering, vol. 47, pp. 39-47.
  • 5. Reis, P.N.B., Ferreira, J.A.M., Santos, P., Richardson, M.O.W., Santos, J.B., 2012. Impact Response of Kevlar Composites with Filled Epoxy Matrix, Composite Structures, vol. 94, pp. 3520–3528.
  • 6. Akbarpour, M.R., Salahi, E., Alıkhanı Hesarı, F., Simchi, A., Kim, H.S., .2013. Fabrication, Characterization and Mechanical Properties of Hybrid Composites of Copper using the Nanoparticulates of SiC and Carbon Nanotubes, Materials Science and Engineering A, vol. 572, pp.83−90.
  • 7. Muthu, J., Dendere, C., 2014. Functionalized Multiwall Carbon Nanotubes Strengthened GRP Hybrid Composites: Improved Properties with Optimum Fiber Content, Composites: Part B: vol.67, pp. 84-94.
  • 8. Taraghi, I., Fereidoon, A., Taheri-Behrooz, F., 2014. Low-velocity Impact Response of Woven Kevlar/epoxy Laminated Composites Reinforced with Multi-walled Carbon Nanotubes at Ambient and Low Temperatures, Materials and Design, vol. 53 , pp. 152–158.
  • 9. Al-Saleh, M.H., 2015. Electrically Conductive Carbon Nanotube/polypropylene Nanocomposite with Improved Mechanical properties, Materials and Design, vol. 85, pp. 76-81.
  • 10. Alam, A.K.M.M., Beg, M.D.H., Yunus, R.M., 2015. Influence of Carbon Nano Tubes on the Thermo-Mechanical Properties of Unsaturated Polyester Nanocomposite, Materials Science and Engineering, vol. 78, Conference 1, DOI:10.1088/1757-899X/78/1/012023.
  • 11. Islam, M.E., Mahdi, T.H., Hosur, M.V., Jeelani, S., 2015. Characterization of Carbon Fiber Reinforced Epoxy Composites Modified with Nanoclay and Carbon Nanotubes, Procedia Eng Engineering, vol. 105, pp. 821- 828.
  • 12. Rahmana, M.M., Hosur, M., Hsiaoc, K.T., Wallacec, L., Jeelani, S., 2015. Low Velocity Impact Properties of Carbon Nanofibers Integrated Carbon Fiber/epoxy Hybrid Composites Manufactured by OOA–VBO process, Composite Structures, vol. 120, pp. 32-40.
  • 13. Masroor, M., Sheibani, S., Ataei, A., 2016. Effect of Milling Energy on Preparation of Cu−Cr/CNT Hybrid Nano-composite by Mechanical Alloying Trans, Nonferrous Met. Soc. China, vol. 26 pp. 1359−1366.
  • 14. Heydari-Meybodi, M., Saber-Samandari, S., Sadighi, M., 2016. An Experimental Study on Low-velocity Impact Response of Nanocomposite Beams Reinforced with Nanoclay, Composites Science and Technology, vol. 133, pp. 70-78.
  • 15. Ünal, H.Y., 2016. Nano Takviyeli Kompozit Malzemelerde Yorulma Karakteristiğinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı.
  • 16. Ünal, H.Y., Pekbey, Y., 2016. Effects of Nanoclay Concentration on Nanostructured Laminated Plates Behavior under Low-velocity Impact Loadings: Experimental Study, 2nd International Conference on Mechanics of Composites (Mech Comp 2016), Porto, July 2016, 11-14.
  • 17. Ünal, H.Y., Pekbey, Y., 2016. Nanokalsit İçeren E-cam-Epoksi Tabakalı Kompozit Plakanın Düşük Hız Darbe Davranışının İncelenmesi, International Conference on Material Science and Technology, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Universitesi, 6-8 April 2016.

Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Year 2016, Volume: 31 Issue: ÖS2, 87 - 98, 15.10.2016
https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.315888

Abstract

Bu çalışmada, Çeşitli oranlarda karbon nanotüp katkılı düz örgü cam epoksi tabakalı kompozitlerin Fractovis Plus darbe cihazı ile düşük hızlı darbeye gösterdikleri tepki araştırılmıştır. Nanokompozit plaklar el yatırma yöntemi ile üretilmiştir. Epoksi reçine içerisine katılan karbon nanotüp etkisi incelenmiştir. Ağırlıkça %1 ve %1,25 oranları kullanılarak nanokarbon içeriğinin etkisi darbe üzerindeki etkisi elde edilmiştir. Nanokompozit plakların düşük hızlı darbe tepkileri karşılaştırıldı ve darbe deneyi sonrası hasar alanı üzerine CNT etkisi incelenmiştir. Eklenen dolgu maddeleri düz örgü cam/epoksi kompozitlerin düşük hızlı darbe tepkilerini değiştirdi. Sonuçlar çeşitli oranlarda CNT katkılı olarak üretilen numunelerin katkısız numuneye göre hem daha büyük hasar alanına hem de daha büyük penetrasyon eşik enerjisine sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca, ağırlıkça %1 CNT oranlı plaklar en yüksek reaksiyon kuvvetine sahiptir.

References

  • 1. Hosur, M.V., Adbullah, M., Jeelani, S., 2005. Studies on the Low-velocity Impact Response of Woven Hybrid Composites, Composite Structures, Vol. 67, pp. 253-262.
  • 2. Liew, K.M., Lei, Z.X., Zhang, L.W., 2005. Mechanical Analysis of Functionally Graded Carbon Nanotube Reinforced Composites: A review, Composite Structures, vol. 120, pp. 90-97.
  • 3. Aktas, M., Atas, C., Icten, B.M., Karakuzu, R., 2009. An Experimental Investigation of the Impact Response of Composite Laminates, Composite Structures, vol. 87, pp. 307–313.
  • 4. Solimina, E.M., Sheykab, M.P., Taha, M.R., 2012. Low-velocity Impact of Thin Woven Carbon Fabric Composites Incorporating Multi-walled Carbon Nanotubes, International Journal of Impact Engineering, vol. 47, pp. 39-47.
  • 5. Reis, P.N.B., Ferreira, J.A.M., Santos, P., Richardson, M.O.W., Santos, J.B., 2012. Impact Response of Kevlar Composites with Filled Epoxy Matrix, Composite Structures, vol. 94, pp. 3520–3528.
  • 6. Akbarpour, M.R., Salahi, E., Alıkhanı Hesarı, F., Simchi, A., Kim, H.S., .2013. Fabrication, Characterization and Mechanical Properties of Hybrid Composites of Copper using the Nanoparticulates of SiC and Carbon Nanotubes, Materials Science and Engineering A, vol. 572, pp.83−90.
  • 7. Muthu, J., Dendere, C., 2014. Functionalized Multiwall Carbon Nanotubes Strengthened GRP Hybrid Composites: Improved Properties with Optimum Fiber Content, Composites: Part B: vol.67, pp. 84-94.
  • 8. Taraghi, I., Fereidoon, A., Taheri-Behrooz, F., 2014. Low-velocity Impact Response of Woven Kevlar/epoxy Laminated Composites Reinforced with Multi-walled Carbon Nanotubes at Ambient and Low Temperatures, Materials and Design, vol. 53 , pp. 152–158.
  • 9. Al-Saleh, M.H., 2015. Electrically Conductive Carbon Nanotube/polypropylene Nanocomposite with Improved Mechanical properties, Materials and Design, vol. 85, pp. 76-81.
  • 10. Alam, A.K.M.M., Beg, M.D.H., Yunus, R.M., 2015. Influence of Carbon Nano Tubes on the Thermo-Mechanical Properties of Unsaturated Polyester Nanocomposite, Materials Science and Engineering, vol. 78, Conference 1, DOI:10.1088/1757-899X/78/1/012023.
  • 11. Islam, M.E., Mahdi, T.H., Hosur, M.V., Jeelani, S., 2015. Characterization of Carbon Fiber Reinforced Epoxy Composites Modified with Nanoclay and Carbon Nanotubes, Procedia Eng Engineering, vol. 105, pp. 821- 828.
  • 12. Rahmana, M.M., Hosur, M., Hsiaoc, K.T., Wallacec, L., Jeelani, S., 2015. Low Velocity Impact Properties of Carbon Nanofibers Integrated Carbon Fiber/epoxy Hybrid Composites Manufactured by OOA–VBO process, Composite Structures, vol. 120, pp. 32-40.
  • 13. Masroor, M., Sheibani, S., Ataei, A., 2016. Effect of Milling Energy on Preparation of Cu−Cr/CNT Hybrid Nano-composite by Mechanical Alloying Trans, Nonferrous Met. Soc. China, vol. 26 pp. 1359−1366.
  • 14. Heydari-Meybodi, M., Saber-Samandari, S., Sadighi, M., 2016. An Experimental Study on Low-velocity Impact Response of Nanocomposite Beams Reinforced with Nanoclay, Composites Science and Technology, vol. 133, pp. 70-78.
  • 15. Ünal, H.Y., 2016. Nano Takviyeli Kompozit Malzemelerde Yorulma Karakteristiğinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı.
  • 16. Ünal, H.Y., Pekbey, Y., 2016. Effects of Nanoclay Concentration on Nanostructured Laminated Plates Behavior under Low-velocity Impact Loadings: Experimental Study, 2nd International Conference on Mechanics of Composites (Mech Comp 2016), Porto, July 2016, 11-14.
  • 17. Ünal, H.Y., Pekbey, Y., 2016. Nanokalsit İçeren E-cam-Epoksi Tabakalı Kompozit Plakanın Düşük Hız Darbe Davranışının İncelenmesi, International Conference on Material Science and Technology, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Universitesi, 6-8 April 2016.
There are 17 citations in total.

Details

Journal Section Articles
Authors

Gülşah Öner

Hasan Yavuz Ünal This is me

Yeliz Pekbey This is me

Publication Date October 15, 2016
Published in Issue Year 2016 Volume: 31 Issue: ÖS2

Cite

APA Öner, G., Ünal, H. Y., & Pekbey, Y. (2016). Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(ÖS2), 87-98. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.315888
AMA Öner G, Ünal HY, Pekbey Y. Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. cukurovaummfd. September 2016;31(ÖS2):87-98. doi:10.21605/cukurovaummfd.315888
Chicago Öner, Gülşah, Hasan Yavuz Ünal, and Yeliz Pekbey. “Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 31, no. ÖS2 (September 2016): 87-98. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.315888.
EndNote Öner G, Ünal HY, Pekbey Y (September 1, 2016) Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 31 ÖS2 87–98.
IEEE G. Öner, H. Y. Ünal, and Y. Pekbey, “Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi”, cukurovaummfd, vol. 31, no. ÖS2, pp. 87–98, 2016, doi: 10.21605/cukurovaummfd.315888.
ISNAD Öner, Gülşah et al. “Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 31/ÖS2 (September 2016), 87-98. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.315888.
JAMA Öner G, Ünal HY, Pekbey Y. Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. cukurovaummfd. 2016;31:87–98.
MLA Öner, Gülşah et al. “Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 31, no. ÖS2, 2016, pp. 87-98, doi:10.21605/cukurovaummfd.315888.
Vancouver Öner G, Ünal HY, Pekbey Y. Karbon Nano-Tüp Katkılı Düz Örgü Cam-Epoksi Kompozitlerin Düşük Hızlı Darbe Deneylerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. cukurovaummfd. 2016;31(ÖS2):87-98.