The Effect of Seawater on Buckling Behavior of Natural Fiber Reinforced Composites

Year 2019, Volume: 23 Issue: 1, 30 - 39, 01.04.2019

Ayşe Öndürücü , Mustafa Muzoğlu

https://doi.org/10.19113/sdufenbed.433684

Cited By: 2

Abstract

In this study, the critical buckling loads of
natural fiber reinforced glass fiber composite specimens with different
stacking sequences kept in seawater were experimentally investigated. Jute and
glass fabrics as fiber and epoxy resin as matrix were used to produce the
composites in different configurations. Alkali treatment was applied to jute
fabrics in order to increase the amount of adhesion between the reinforcement
and the matrix. Composite specimens were subjected to buckling test kept in
seawater and room conditions for two months (60 days). Critical buckling loads
of natural fiber reinforced composite specimens were determined in the
direction of the data obtained as a result of the tests. As a result of the
experimental study, it was seen that sea water influenced the buckling strength
of natural composites in the negative direction. When the symmetric and
antisymmetric composites were compared, it was observed that the critical
buckling stress in the specimens with antisymmetric (0_2g/90_2j)_us kept in
Mediterraneanseawater was lower than those with symmetric sequence(0_2g/90_2j)_s.    

Keywords

Composite material, Natural fiber, Buckling behavior, Sea water, Stacking sequences

Doğal Lif Takviyeli Kompozitlerin Burkulma Davranışına Deniz Suyunun Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, deniz suyunda bekletilen farklı
istifleme dizilimine sahip doğal lif takviyeli cam elyaf kompozit numunelerin
kritik burkulma yükleri deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerin
gerçekleştirilebilmesi için fiber olarak jüt ve cam kumaşlar, matris olarak da
epoksi reçine kullanarak farklı konfigürasyonlarda kompozit malzemeler
üretilmiştir. Takviye ve matris arası yapışma miktarının artırılması için jüt
kumaşlara alkali işlem uygulanmıştır. Kompozit numuneler deniz suyunda ve oda
koşullarında 2 ay (60 gün) boyunca bekletildikten sonra burkulma deneyine tabi
tutulmuşlardır. Deneyler sonucunda elde edilen veriler doğrultusunda, doğal lif
takviyeli kompozit numunelerin kritik burkulma yükleri belirlenmiştir. Yapılan
deneysel çalışma sonucunda, deniz suyunun doğal kompozitlerin burkulma
dayanımını olumsuz yönde etkilediği görülmüştür. Simetrik ve antisimetrik dizilimli
kompozitler karşılaştırıldığında, Akdeniz suyunda bekletilen antisimetrik (0_2c/90_2j)_as
dizilimli numunelerde meydana gelen kritik burkulma yükünün, (0_2c/90_2j)_s
simetrik
dizilime sahip numunelere göre daha düşük olduğu gözlenmiştir.    

Keywords

Kompozit malzeme, Doğal lif, Burkulma davranışı, Deniz suyu, İstifleme dizilimi

References

• [1] Ku, H, Wang, H, Pattarachaiyakoop, N., Trada, M., 2011. A Review on the Tensile Properties of Natural Fiber Reinforced Polymer Composites. Composites: Part B, 42, 856-873.
• [2] Olusegun, D.S., Stephen, A., Timothy, A.A., 2012. Assessing Mechanical Properties of Natural Fiber Reinforced Composites for Engineering Applications. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 11, 780-784.
• [3] Seki, Y., Akşit, A., 2015. Farklı Kimyasal Maddeler ile Modifiye Edilen Jüt Liflerinin Mekanik ve Morfolojik Özelliklerinin İncelenmesi, XIX. Ulusal Mekanik Kongresi, 854-862.
• [4] Mohanty, S., Verma S. K., Nayak S. K., 2006. Dynamic Mechanical and Thermal Properties of MAPE Treated Jute / HDPE Composite. Composites Sience and Technology, 66, 538-547.
• [5] Karabulut, N., Aktaş, M., 2014. Jüt Lifi Takviyeli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin Yüzey Modifikasyon İşlemiyle İyileştirilmesi, Mühendis ve Makina, 55 (649), 43-49.
• [6] Ramesh, M., Palanikumar, K., Hemachandra Reddy, K., 2013. Mechanical Property Evaluation of Sisal-Jute-Glass Fiber Reinforced Polymer Composites. Composites: Part B, 48, 1-9.
• [7] Liu, X.Y., Dai, G.C., 2007. Surface Modification and Micromechanical Properties of Jute Fiber Mat Reinforced Polypropylene Composites. Express Polymer Letters, 1(5), 299-307.
• [8] Bulut, Y., Erdoğan, U.H., 2011. Selüloz Esaslı Doğal Liflerin Kompozit Üretiminde Takviye Materyali Olarak Kullanımı. The Journal of Textiles and Engineers, 82, 26-35.
• [9] Singh, B., Gupta, M., Verma, A., 2000. The Durability of Jute Fibre-Reinforced Phenolic Composites. Composites Sience and Technology, 60, 581-589.
• [10] Akil, H.M., De Rosa, I.M., Santulli, C., Sarasini F., 2010. Flexural Behaviour of Pultruded Jute / Glass and Kenaf/Glass Hybrid Composites Monitored Using Acoustic Emission. Materials Sience and Engineering A 527, 2942-2950.
• [11] Boccardi, S., Carlomagno, M.G., Meola, C., Russo, P., 2018. The Contribution of Infrared Thermography in the Characterization of Jute Based Composites. Composite Structures, 190, 119-126.
• [12] Chaudhari, V., Chandekar, H., Saboo, J., Mascarenhas, A., 2018. Studies on Thermo-Mechanical Properties of Chemically Treated Jute-Polyester Composite. Materials Science and Engineering, 330, 1-9.
• [13] Akbulut, H., Sayman, O., 2001. An Investigation on Buckling of Laminated Plates With Central Square Hole. Journal of ReinforcedPlastics and Composites, 20(13), 1112-1124.
• [14] Gençoğlu, M., 2011. Tabakalı Kompozit Levhalarda Burkulma Analizi. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 159s, Elazığ.
• [15] Chakrabarti, A., Sheikh, H. A., 2006. Buckling of Composite Laminates Subjected to in-Plane Partial Edge Compression Using a Refined Plate Theory. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 25, 1189-1204.
• [16] Karakuzu, R., Çalık, İ.C., Deniz, M.E., 2017. Tabakalı Kompozit Plakaların Darbe Davranışı Üzerine Deniz Suyu Etkisinin Araştırılması. Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi, 7 (2/2), 1-12.
• [17] Zamri M.H., Akil, H.Md., Abu Bakar, A., Ishak, Z.A.M., Cheng, L.W., 2011. Effect of Water Absorption on Pultruded Jute/G
• [18] Fibermak Composites, 2017. Karbon Fiber Twill Kumaşlar Erişim tarihi: 25.04.2018.http://www.fibermakcomposites. com/shop/karbon-fiber-kumas-carbon-fiber fabric/karbon-fiber-twill-kumaslar.
• [19] Gu, H., 2009. Behaviours of Glass Fiber-Unsaturated Polyester Composites Under Seawater Environment. Materials and Design, 30, 1337-1340.
• [20] Örçen, G., Gür, M., 2011. Cam Fiber Takviyeli Dokuma Epoksi Kompozit Prepreglerin Mekanik Özellikleri Üzerinde Çevre Şartlarının Etkisi. 18.Ulusal Mekanik Kongresi, Fırat Üniversitesi, 1-10, Elazığ.
• [21] Doğan, A., 2014. Farklı Çevresel Koşullara Maruz Kompozitlerin Mekanik Davranışları, Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 67s, İzmir.
• [22] Çalık, C. İ., 2010. Deniz Suyunun Tabakalı Kompozitlerin Darbe Davranışı Üzerindeki Etkisinin Araştırılması. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 50s, İzmir.
• [23] Aktaş, A., Uzun, İ., 2008. Seawater Effect on Pinned-Joint Glass Fibre Composite Materials. Composite Structures, 85, 59-63.
• [24] Muzoğlu, M., 2018. Farklı Ortam Koşullarında Bekletilen Doğal Lif Takviyeli Kompozitlerin Burkulma Davranışlarının Deneysel Olarak İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 89s, Isparta.
• [25] Yeter, E., Erkliğ, A., Bulut, M., 2014. Hybridization Effects on the BucklingBehavior of Laminated Composite Plates. Composite Structures,118, 19-27.
• [26] Erkliğ, A., Yeter, E., 2012. The Effects of Cutouts on BucklingBehavior of Composite Plates. Article in Science and Engineering of Composite Materials, 323-330, Berlin.
• [27] Rashdi, A. A. A., Sapuan, S. M, Ahmad, M. M. H. M, Khalina, A. 2010. Combined Effects of Water Absorption due to Water Immersion, Soil Buried and Natural Weather on Mechanical Properties of Kenaf Fibre Unsaturated Polyester Composites (KFUPC). International Journal of Mechanical and Materials Engineering, 5 (1), 11-17.
• [28] Yeter, E., 2013. Buckling Effect Investigation of Hybrid Laminated Composite Plate. Gaziantep Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 161s, Gaziantep.