Kompozit malzeme imalatında gözenekli kumaş takviye geçirgenliği ve sıkıştırılabilirliğinin modellenmesi ve karakterizasyonu

Kıvrımsız E-cam elyafın kalınlık yönünde geçirgenliği modellendi ve deneysel olarak karakterize edildi. Daha önce çeşitli çalışmalarda kullanılmış kalınlık yönünde geçirgenlik deney düzeneği modifiye edildi. Deneyde kullanılan katman sayısı düşürüldü ve numunenin elyaf hacim oranını değiştirmek için yeni bir yaklaşım tasarlandı. İki eksenli (biaxial) E-cam elyafın geçirgenlik komponentleri iki boyutlu (radyal) geçirgenlik deney düzeneği ile karakterize edildi. Deney sonuçları arasındaki değişkenlik literatürde olan çalışmalara benzer şekilde gözlemlendi. Kıvrımsız E-cam elyafın sıkıştırılabilirliği Vakum Destekli Reçine Transfer Kalıplama (VARTM) ve Yapısal Aydınlatma ile Tarama (Structural Light Scanning (SLS)) deney düzeneği kullanılarak karakterize edildi. Daha önce laboratuvarımızda yapılmış bir araştırmada kullanılandan farklı, yeni bir deneysel takvim tasarlandı ve sıkıştırılabilirlik karakterizasyonu için test edildi. Tek bir SLS ölçümünün doğruluğu düşüktü, ancak, tekrarlanan ölçümler arasındaki doğruluk yüksekti ve bu da SLS sisteminin parça kalınlığı ölçmek için uygun olabileceğini göstermektedir. Dokuma kumaşın gözenekli elyaf demetlerindeki elyaf hacim oranı varyasyonu numerik olarak ANSYS Fluent'te incelendi. Genel olarak, birim hücredeki fiber demetlerinin geçirgenliği, uzaysal olarak değişen elyaf hacim oranı kullanıldığında, sabit elyaf hacim oranı kullanılan modele göre daha düşük bulundu. İki dereceli akış modeli ANSYS Fluent'te hazırlandı ve literatürde olan bir çalışmanın sonuçları ile doğrulandı. Hazırladığımız model, elyaf hacim oranının lokal değişkenliğini kapsayacak şekilde geliştirildi. Bu çalışmanın kompozit araştırmalarına katkısı, kompozit üretiminde kullanılan kumaşların modellenmesine yönelik, kumaşlardaki elyaf hacim oranı değişkenliğini ve elyaf dağılımındaki değişkenliği hesaba katan bir modelleme yaklaşımının sunulmasıdır. Bu yüzden Reçine Transfer Kalıplama (RTM) ve vakum infüzyon gibi kompozit üretim süreçlerinde sıkıştırılmış elyaf katmanlarının farklı seviyelerde elyaf yerleştirmesi için uygun bir model için rehber alınabilir.