Polimer matrisli kompozit borularda sarım açısı ve hibridizasyonun mekanik özelliklere etkisinin deneysel olarak incelenmesi

Bu tez çalışmasında, farklı sarım açılarına ve elyaf türlerine sahip kompozit boru malzemelerinin üretimi, mekanik performanslarının değerlendirilmesi ve hasar analizlerinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, filament sarım yöntemiyle ±25°, ±35° ve ±45° sarım açılarına sahip cam, karbon ve hibrid elyaf takviyeli kompozit borular, 36 mm iç çapta ve altı katmanlı olacak şekilde üretilmiştir. Elyaf hacim oranları (Vf), ASTM D2584 standardına uygun olarak gerçekleştirilen yakma testleriyle belirlenmiştir. Kompozit boruların mekanik davranışlarını incelemek amacıyla, ASTM D2290 standardına göre halka çekme testi, ASTM D2412 standardına göre radyal basma testi ve ASTM D5448 standardı çerçevesinde burulma testleri uygulanmıştır. Halka çekme testlerinde her konfigürasyon için üçer tekrar gerçekleştirilmiş, elde edilen kuvvet-uzama ve gerilme-birim şekil değiştirme eğrileri doğrultusunda analizler yapılmıştır. Test sonrası hasar görmüş numuneler, makro ölçekte yüksek çözünürlüklü görüntülerle; mikro ölçekte ise stereo mikroskop ile incelenmiştir. Radyal basma testlerinde, boruların iç çapının %70'ine kadar yükleme uygulanarak kuvvet-uzunluk davranışları değerlendirilmiştir. Burulma testleri için 500 mm uzunluğundaki numuneler adhesiv yapıştırma yöntemiyle hazırlanmış, ilgili laboratuvar ortamında testler gerçekleştirilmiş ve tork-burulma açısı ile gerilme-birim şekil değiştirme verileri analiz edilmiştir. Hasar analizleri, makro gözlemlerin yanı sıra taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak detaylandırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, ±45° sarım açısına sahip hibrid elyaf takviyeli kompozit boruların taşıma kapasitesi, enerji sönümleme yeteneği ve hasar yönetimi bakımından en yüksek performansı sergilediği belirlenmiştir.