Vakum İnfüzyon Yöntemiyle Yama Yapılmış Hibrit Kompozit Plaklarda Lineer Olmayan Burkulma Analizi

Abstract

Bu çalısmada tabakalı kompozit hibrid plaklarda burkulma davranısı çentikli ve tamir edilmis geometri için sayısal ve deneysel olarak incelenmistir. Deneysel çalısmada; hibrid malzeme olarak karbon-aramid örgülü kumas seçilmistir. Kumaslar aynı oryantasyon açısına sahip olacak sekilde kesilmis ve üst üste dört tabaka olarak kompozit plak üretimi sıcaklık kontrollü vakum infüzyon üretim ünitesinde yapılmıstır. Kompozit plak, yapılacak olan burkulma deneyleri için sulu mermer kesme makinesinde kesilmistir. Kesilen numunelerde; ortada dairesel delik, U tek kenar ve yarım daire çift kenar çentikler olusturulmustur. Böylece çentik tipinin burkulma davranıslarına etkileri irdelenmistir. Daha sonra dairesel delikli numeneler ıslak yama ile bir yüzünden tamir edilmis ve burkulma yükü üzerinde tamir performansı arastırılmıstır. Ayrıca yama matris malzemesinde nano partikül katkısı kullanılmıs ve elde edilen deney sonuçları katkısız kompozit yama ile karsılastırılmıstır. Sayısal çalısmada; nano katkılı ve katkısız ıslak yama yöntemi ile tamir edilmis kompozit plakların burkulma davranısı sonlu elemanlar paket programı ANSYS ile gerçeklestirilmistir. Burkulma analizi iki asamalıdır. Ilk asamada lineer burkulma analizi yapılarak plakların kritik burkulma yükleri belirlenmistir. Ikinci asamada ise bu yükün üzerindeki bir yük ve ön sehim verilerek burkulma sonrası davranısı elde edilmistir. Sonuçta, plaklar için lineer olmayan burkulma davranısını tanımlayan sayısal sonuçlar deneysel sonuçlarla uyumlu bir sekilde bulunmustur. Elde edilen sonuçlara göre; genel olarak burkulma sonunda yama arayüzeyinde ayrılma olmadıgı için ıslak yama ile tamir yönteminin basarılı bir sekilde uygulanabilirliligi gösterilmistir. Dairesel delikli numunelerin ıslak yama ile tamir edilmesi, deliksiz numunelere göre hasar yüklerini minimum %65 artırmıstır. Yükleme dogrultusuna paralel fiber açısına sahip yama malzemesine agırlıkça %1 CNT ve grafen katkısı hasar yüklerini, nano katkısız yamaya göre, sırasıyla %22.5 ve %12.6 oranında artırırken, %2 CNT ve grafen katkısı hasar yüklerini, sırasıyla %50 artırmıs ve %1 oranında kısmi olarak düsürmüstür.