Karbon kumaş takviyeli hibrit kompozit yapıların mekanik özelliklerinin araştırılması

Abstract

Tekstil takviyeli kompozitler, sunmuş oldukları yüksek mukavemet/ağırlık ve modül/ağırlık oranı gibi karakteristikleri dolayısıyla yüksek performans gerektiren sektörlerde gerek iç gerekse de dış bileşenlerde oldukça fazla kullanım potansiyeline sahiptir. Literatürdeki çalışmalar göz önünde bulundurulduğunda bu tip kompozitlerde, yaygın olarak cam elyaf dokuma kumaşların takviye malzemesi olarak kullanıldığı tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında, örme ve dokuma kumaşların özgün karakteristiklerinin tek matriste kombinasyonunun kompozit mekanik davranışına olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, her biri karbon elyafından üretilmiş olan bezayağı dokuma kumaş, 2/2 dimi dokuma kumaş ve interlok örme kumaşların ayrı ayrı ve birbiri ile kombinasyonu olacak şekilde takviye olarak kullanıldığı; dokuma, örme ve dokuma/örme kumaş takviyeli kompozitlerin eğilme ve çekme yükü altındaki dayanım, modül ve uzama değeri gibi mekanik özellikleri incelenmiştir. Deneysel sonuçlar, hibrit kompozitlerin, dokuma kumaş kompozitlere göre daha düşük eğilme dayanımı sergilediğini göstermiştir. Bununla birlikte beş kat takviye kumaşı içeren hibrit kompozitlerden dimi ve örme kumaş kombinasyonuna sahip olan kompozitin eğilme modülü, yedi kat dimi içeren kompozitten daha yüksek olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda hibrit kompozitlerin dokuma kumaş kompozitlere göre çekme dayanımı ve modülünün daha zayıf olduğu gözlenmiştir.

Since they offer high strength to weight and modulus to weight ratio, textile reinforced composites have quite high potential of use on both external and internal components in sectors requiring high performance. Recently, much attention has been attracted to find out mechanical behaviour of glass woven fabric reinforced composites. This thesis was aimed at testing effect of combination of unique characteristics of woven and knitted fabrics in one matrice on mechanical behaviour of composites. In this direction, carbon tows fabricated into plain woven, 2/2 twill woven and interlock knitted fabrics. The effect of reinforcement construction on flexural and tensile properties like strength, modulus and strain of epoxy composites manufactured in three variations as woven, knitted and woven/knitted reinforced was investigated conducting 3-point bending and tensile tests. Experimental results indicated that hybrid composites displayed lower flexural strength than the woven fabric composites. However, combination of 2/2 twill woven and knitted fabric in hybrid composites including five fabric layers had higher flexural modulus in comparison with 2/2 twill composites including seven fabric layers. Also, it was observed that mechanical performance of hybrid composites under tensile load in terms of strength and modulus was poor as compared to the woven fabric composites.