Tabakalı hibrit kompozit plakaların darbe davranışının araştırılması

Bu çalışma tabakalı hibrit kompozitlerin darbe ve hasar toleranslarını yarıstatik penetrasyon, yarı statik batma ve düşük hızlı darbe altındaki darbe özelliklerini araştırmaktadır. Bu amaç için, sırasıyla ASTM D732, ASTM D 6264 ve ASTM D 7136 uluslararası standartlar kullanılmıştır. Hibrit ve hibrit olmayan kompozitlerin üretiminde güçledirici fiber olarak örgülü karbon, kevlar ve S-camı fiberler kullanılmıştır. Yası statik penetrasyon deneyleri sırasında, kompozit tabakanın tamamen delinmesi ve oluşan plagın plakadan cıkmasına kadar panç-kesme prosedürleri uygulanmıştır. Düz ve 12.7 mm çapında panç, iki farklı destek/panç çapı oranını (SPR = Ds/Dp = 2 ve 5) elde etmek için iki farklı destek genişliği (25.4 ve 63.5 mm) kullanılmıştır. Yarı statik batma testlerindeki amaç, düşük hızlı darbe olaylarını temel olarak anlamayı geliştirmektir. Yarı statik batma testleri üzerinde 76.2 mm çapında açıklık bulunan test nümunelerine 12.7 mm çapındaki küresel uçlu panç ile gerçekleştirilmiştir. Ağırlık düşürme darbe cihazı yardımı ile düşük hızlı darbe testleri gerçekleştirilmiştir. Malzemelerin darbe ve hasar toleransları sabit 15 ve 30J darbe enerjisleri altında darbe yapılan yüzey ve arka kısımlardaki yüzeyleri gözlemlenerek karşılaştırılmıştır. Hibridizasyon etkilerinin derecesi absorbe edilen enerji ve maksimum kuvvet cinsinden karıştırma kuralına göre hesaplanmıştır. Bu çalışmada sonucunda, hibrit kompozitlerde oluşan hasar mekanizmalarının fiber dizilimlerinden oldukça fazla etkilenmiştir. Kevlar ve karbon fiberlerinin hibridizasyonu ile darbe dayanımı ve enerji emme kapasitesini artırmak mümkün olmakla birlikte daha ekonomik S-camı fiberin katılması hibrit kompozitin maliyetinin düşmesine yardımcı olmaktadır.