Araştırma Makalesi

Çift-yönlü dokuma kumaş takviyeli kompozit levhalarda mekanik özelliklerin anizotropiye bağlı değişimi ve optimum laminasyon tasarımı önerisi

Cilt: 15 Sayı: 3 30 Eylül 2024
PDF İndir
EN TR

Çift-yönlü dokuma kumaş takviyeli kompozit levhalarda mekanik özelliklerin anizotropiye bağlı değişimi ve optimum laminasyon tasarımı önerisi

Öz

Bu çalışmanın ilk amacı, çift-yönlü dokuma kumaş takviyeli kompozit levhalarda mekanik özelliklerin anizotropiye bağlı değişimini incelemektir. Diğer amaç ise kompozit levha üretiminde mekanik özelliklere ve anizotropiye dayalı optimum laminasyon tasarımını (istifleme sırası) belirlemede kullanılabilecek grafiksel bir yöntemi açıklamaktır. Bu amaçlar için gerekli levhaların imalatında reçine transfer kalıplama yönteminden yararlanılmıştır. Matris ve fiber malzeme olarak sırasıyla, düşük viskoziteli ticari bir polyester reçine ile dört farklı alansal ağırlığa sahip çift-yönlü düz cam-dokuma kumaşlar kullanılmıştır. Her bir levhada kullanılan fiber ağırlığı 750 g ve levhanın merkezinden geçen orta-düzleme göre simetrik olmak şartıyla on farklı laminasyon tasarımı denenmiştir. İmalat prosesi sonunda kalıptan 50 × 50 cm boyutlarında farklı katman sayısı, farklı kalınlık ve fiber hacimlerine sahip olan kompozit levhalar elde edilmiştir. Levhalardan 0°, 15°, 30° ve 45° yönlerinde standartlara uygun numuneler kesilerek, bunların çekme ve eğilme gibi mekanik özellikleri test edilmiştir. Ayrıca, her bir levhanın laminasyon tasarımı ve fiber oryantasyonuna bağlı olarak mekanik anizotropi faktörleri hesaplanmıştır. Toplam 365 adet numune test edilmiş ve veriler SPSS-24 yazılımıyla istatistik olarak analiz edilmiştir. Mekanik özelliklerin tahmini için fiber hacmi, katman sayısı, levha kalınlığı ve fiber oryantasyonu gibi değişkenlere bağlı olarak regresyon denklemleri elde edilmiştir. Bütün çekme, eğilme mukavemeti ve modül verileri MS-Excel’e taşınarak radar (spider) grafikleri çizilmiş ve bu grafikler okunarak optimum laminasyon tasarımları önerilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Balıkesir Üniversitesi

Etik Beyan

Çalışma ve makalenin tüm süreçlerinin araştırma ve yayın etiğine uygun olduğunu, etik kurallara ve bilimsel ilkelere uyduğumu beyan ederim.

Teşekkür

Katkılarından dolayı, makine mühendisi Yakup Daban’a teşekkürler.

Kaynakça

  1. [1] S. Basavarajappa, K. V. Arun and J. P. Davim, "Effect of filler materials on dry sliding wear behavior of polymer matrix composites–a Taguchi approach," J. Miner. Mater. Char. Eng., vol. 8, no. 05, pp. 79-391, May. 2009. Doi: 10.4236/jmmce.2009.85034.
  2. [2] Y. Rostamiyan, H. Youseftabar and R. Azadi, "Experimental study on the effect of nano zirconia on mechanical strength and microstructure of damaged epoxy-nanocomposites," Mater. Res. Express, vol. 6, no. 2, Nov. 2018. Doi: 10.1088/2053-1591/aaef67.
  3. [3] R. Azadi and Y. Rostamiyan, "Experimental and analytical study of buckling strength of new quaternary hybrid nanocomposite using Taguchi method for optimization," Constr. Build. Mater., vol. 88, no. 0, pp. 212-224, May. 2015. Doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.04.018.
  4. [4] Y. Rostamiyan and M. Rezaei, "The effect of nano Zirconium dioxide and drilling on the buckling strength of epoxy based nanocomposites," Mater. Chem. Phys., vol. 212, no., pp. 523-532, 2018. Doi: 10.1016/j.matchemphys.2018.03.018.
  5. [5] G. Gao and Y. Li, "Mechanical properties of woven glass fiber-reinforced polymer composites," Emerging Mater. Res., vol. 5, no. 2, pp. 201-208, Dec. 2016. Doi: doi.org/10.1680/jemmr.16.00018.
  6. [6] D. K. Rajak, D. D. Pagar, P. L. Menezes and E. Linul, "Fiber-reinforced polymer composites: Manufacturing, properties, and applications," Polymers, vol. 11, no. 10, pp. 1667-1704, Oct. 2019. Doi: doi.org/10.3390/polym11101667.
  7. [7] A. Diniță, R. G. Ripeanu, C. N. Ilincă, D. Cursaru, D. Matei, R. I. Naim, M. Tănase and A. I. Portoacă, "Advancements in Fiber-Reinforced Polymer Composites: A Comprehensive Analysis," Polymers, vol. 16, no. 1, pp. 2-50, Dec. 2023. Doi: doi.org/10.3390/polym16010002.
  8. [8] M. A. Karim, M. Z. Abdullah, A. F. Deifalla, M. Azab and A. Waqar, "An assessment of the processing parameters and application of fibre-reinforced polymers (FRPs) in the petroleum and natural gas industries: A review," Results Eng., vol. 18, no. 101091, pp. 1-20, June 2023. Doi: doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101091.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Kompozit ve Hibrit Malzemeler

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

30 Eylül 2024

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2024

Gönderilme Tarihi

12 Nisan 2024

Kabul Tarihi

11 Temmuz 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 15 Sayı: 3

Kaynak Göster

IEEE
[1]R. Sakin, “Çift-yönlü dokuma kumaş takviyeli kompozit levhalarda mekanik özelliklerin anizotropiye bağlı değişimi ve optimum laminasyon tasarımı önerisi”, DÜMF MD, c. 15, sy 3, ss. 633–640, Eyl. 2024, doi: 10.24012/dumf.1467637.
DUJE tarafından yayınlanan tüm makaleler, Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. Bu, orijinal eser ve kaynağın uygun şekilde belirtilmesi koşuluyla, herkesin eseri kopyalamasına, yeniden dağıtmasına, yeniden düzenlemesine, iletmesine ve uyarlamasına izin verir. 24456