STATISTICAL ANALYSIS OF MODE-I DELAMINATION RESISTANCE OF LAMINATED COMPOSITES TOUGHENED BY POLYAMIDE 6,6 (PA 66) MICROFIBERS

Öz

   Fiber reinforced composites are being extensively used in many applications such as aerospace and automotive structural components due to their specific strength and stiffness. Delamination is the most common and critical failure mode observed in these composites. Many different methods such as epoxy toughening by nanofillers, stitching, z-pinning and micro/nanofiber interleaving have been developed to improve their delamination resistance. In this study, the Mode-I delamination resistance of carbon fiber/epoxy composites toughened by polyamide 6/6 (PA 66) microfibers has been statistically analyzed using Weibull distribution. The statistical analyses of the test data showed that the use of PA 66 microfibers could improve Mode-I fracture toughness by as much as 445% at a 90% confidence level.

Anahtar Kelimeler

• Laminated composites,Microfibers,Fracture toughness,Weibull distribution,Statistical analysis

POLİAMİD 6/6 (PA 66) MİKROFİBERLER İLE TOKLAŞTIRILMIŞ TABAKALI KOMPOZİTLERİN MOD-I DELAMİNASYON DİRENCİNİN İSTATİKSEL ANALİZİ

Öz

   Fiber takviyeli kompozitler, ağırlıklarına oranla yüksek mukavemet ve rijitlikleri nedeniyle uzay ve otomotiv yapısal parçalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Delaminasyon, bu kompozitlerde görülen en yaygın ve kritik hasar modudur. Bu kompozitlerin delaminasyon direncini arttırmak amacıyla, nanokatkılar ile epoksi toklaştırması, dikişleme, z-pimler ve arayüzeyde mikro/nanofiber kullanılması gibi pek çok sayıda teknik geliştirilmiştir. Bu çalışmada, poliamid 6/6 (PA 66) mikrofiberler ile toklaştırılmış karbon fiber/epoksi kompozitlerin Mode-I delaminasyon direnci Weibull dağılımı kullanılarak istatiksel olarak analiz edilmiştir. Test verilerinin istatiksel olarak değerlendirilmesi sonucunda PA 66 mikrofiberlerin kullanılmasının %90 güven seviyesinde kırılma tokluğunu yaklaşık %445 mertebesinde arttırdığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Tabakalı kompozitler,Mikrofiberler,Kırılma tokluğu,Weibull dağılımı,İstatiksel analiz

Kaynakça

1. [1] GREENHALGH, E. S., ROGERS C., ROBİNSON, P. Fractographic observations on delamination growth and the subsequent migration through the laminate, Composite Science and Technology, 69, 2345–2351, 2009.
2. [2] GREENHALGH, E. S. In Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering; CRC Press: Boca Raton, FL, 164–165, 2009.
3. [3] KANG, T. J., LEE, S. H. Effect of stitching on the mechanical and impact Properties of woven Laminate Composite, Journal of Composite Materials, 28(16), 1574–1587, 1994.
4. [4] YUDHANTO, A., WATANABE, N., IWAHORİ, Y., HOSHİ, H. Compression properties and damage mechanisms of stitched carbon/epoxy composites, Composites Science and Technology, 86: 52–60, 2013.
5. [5] MOURITZ, A. P. Review of z-pinned composite laminates, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 38(12), 2383-2397, 2007.
6. [6] STEEVES, C, FLECK, N. Z-pinned composite laminates. Knock down in compressive strength. Fifth deformation and fracture of composites, London: ImechE. 1999.
7. [7] BEYLERGİL, B. Toughening of carbon fiber based composites with electrospun fabric layers, Doktora Tezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, 2017.
8. [8] BEYLERGİL, B., TANOGLU, M. and AKTAŞ, E. “Enhancement of interlaminar fracture toughness of carbon fiber/epoxy composites using polyamide 6/6 electrospun nanofibers”, Journal of Applied Polymer Science, 134(35), 45244, 2017.

9. [9] BEYLERGİL, B., TANOGLU, M. and AKTAŞ, E. “Modification of carbon fiber epoxy composites by polyvinyl alcohol (PVA) based electrospun nanofibers”, Advanced Composites Letters, , 26(3), 69-76, 2016.
10. [10] BEYLERGİL, B., TANOGLU, M. and AKTAŞ, E. “Effect of polyamide-6,6 (PA 66) nonwoven veils on the mechanical performance of carbon fiber/epoxy composites”, Composite Structures, 194, 21-35, 2018.
11. [11] KURBAN, M., KANTAR, Y. M, HOCAOGLU, F.O. “Weibull dağılımı kullanılarak rüzgar hız ve güç yogunluklarının istatiksel analizi”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7 (2) , 205-218, 2007.
12. [12] DİRİKOLU, H, AKTAS, A. Statistical analysis of fracture strength of composite materials using weibull distribution. Tr. J. Eng. Environ. Sci. 26, 45–48, 2002.