SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DARBE SONRASI BASMA DAYANIM TESTLERİ: AHŞAP ARA TABAKA ETKİSİ

Transkript

1 SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DARBE SONRASI BASMA DAYANIM TESTLERİ: AHŞAP ARA TABAKA ETKİSİ COMPRESSION AFTER LOW VELOCITY IMPACT TESTS OF SANDWICH COMPOSITES: EFFECT OF INTERMEDIATE WOODEN LAYERS T. Kerem Demircioğlu 1, Fatih Balıkoğlu 2, Nurettin ARSLAN 3, Fedayi ÖZEY 4 1 Balıkesir University, Mechanical Engineering Department, tkerem@balikesir.edu.tr 2 Balıkesir University, Mechanical Engineering Department, fatih@balikesir.edu.tr 3 Celal Bayar University, Hasan Ferdi Turgutlu Technology Faculty,,Energy System Engineering, nurettin.arslan@cbu.edu.tr 4 Afacan Makine Metal San. Tic. Ltd. Şti, Balıkesir, fozey@afacan.com.tr ÖZET Bu çalışmada, ahşap çam ve diş budak ara tabakalı sandviç kompozitlerin darbe sonrası basma davranışları rapor edilmiştir. Sandviç kompozitler, çam ve dişbudak ahşap ara tabaka ve farklı kalınlıklarda PVC köpük kullanılarak vakum destekli infüzyon üretim yöntemi ile üretilmiştir. Üretimde, dikişli bükümsüz düz dokuma E-cam, 80 kg/m 3 yoğunluğa sahip 15 ve 25 mm kalınlığında PVC köpük ve reçine olarak Bisfenol- A epoksi infüzyon tipi vinilester reçine kullanılmıştır. Darbe testleri, konik ve küresel geometriye sahip impaktörler ile 30 J (düşük) ve 60 J (yüksek) enerji seviyelerinde yapılmıştır. Darbe sonrası basma testleri ASTM C364/C364M standartına uygun şekilde yapılmıştır. Çam ve diş budak ara tabaka kullanımı darbe sonrası basma dayanım değerlerinde artış sağlamıştır. İleri sürülen çalışmada sandviç yapıda kullanılan ahşah ara tabakalar, PVC köpük malzemede oluşan hasar derinlik değerlerinin düşmesini sağlamıştır. Anahtar kelimeler: Sandviç, düşük hızda darbe, darbe sonrası basma dayanımı, ara tabaka ABSTRACT In the present work, compression after impact (CAI) behaviour of sandwich composite materials with intermediate wooden layers were reported. Sandwich panels were produced by using vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) with different intermediate layers:pinewood, ash wood, and PVC foam core thickness. Two different thicknesses of 15 and 25 mm of PVC foams with a same density of 80 kg/m3 were chosen in conjunction with face sheets composed of E-glass non-crimps biaxial fabrics reinforced bisphenol-a epoxy vinyl ester resin. Impact tests were performed under 30 J (low) and 60J (high) energy levels with conical and spherical impactors. Compression after impact tests were conducted in accordance with ASTMC364/C364M. Using intermediate layer of pinewood and ash wood led to an increase in compressive strength after impact tests. In this proposed work, wooden intermediate layer caused a decrease in dent depth of crushed PVC foam. Key Words: Sandwich,low velocity impact(lvi), compression after impact (CAI), intermediate layer 1. GİRİŞ Sandviç kompozit yapılar, spesifik eğilme mukavemet değerleri (E/ρ, σ e/ ρ), korozyon dirençleri, ısı ve ses yalıtım özelliklerinin üstün olmasından dolayı özellikle hava, deniz ve raylı ulaşım taşıtlarında, dayanım ve hafiflik gerektiren diğer sanayi ürünlerinin imalatında tercih edilen malzemelerdir. Sandviç kompozit malzemeler çalışma koşullarında statik ve dinamik yüklere maruz kalmaktadır [1]. Lokal darbe yüklerine karşı direnç 1404

2 değerlerinin düşük olduğu bilinmektedir. Darbe enerjisi, sandviç yapıda elastik deformasyona ve hasar oluşumlarına neden olmaktadır. Düşük hızda gerçekleşen darbe testlerinde, elyaf takviyeli polimer tabakalı/köpük yapıya sahip sandviç yapılarda, üst/alt tabaka, tabaka-köpük ara yüzeyi ve köpük malzemede: delaminasyon (1), matris ve fiber kırılması (2), tabaka-köpük malzeme ayrılması (3) ve köpük ezilmesi (4) hasar durumları oluşmaktadır. Darbe yüküne maruz kalmış sandviç numunelere eğilme (dört nokta eğ. test), kesme (dört nokta eğ. test.) ve basma (dikine basma test.) testleri yapılarak mekanik performanslarında düşme miktarları belirlenmektedir [2-3]. Literatürde sandviç yapıların darbe performansları, impaktör geometrisine [4-7], tabakalarda kullanılan elyaf özelliklerine ve katman sayısına [8-12], ve kor malzemenin özelliklerine bağlı olarak değişmektedir [13-19]. Yürütülen çalışmalar: darbe davranışı, hasar analizi ve hasar sonrası mekanik özelliklerin belirlenmesi üzerine yoğunlaşmıştır. İleri sürdüğümüz çalışmada ise, tabaka- kor ara yüzeyine yerleştirilen aratabaka ile köpük malzemenin hasar almasını önlemek hedeflenmektedir. Ahşap ara tabakanın sandviç kompozitin darbe sonrası basma dayanımı performanslarını iyileştirmesi beklenmektedir. Sristava V.K., çalışmasında, E-cam/epoksi tabakalı (3 mm) poliüretan köpük (12 mm) içeren sandviç malzemelere charpy, izod ve ağırlık düşme testleri uygulamıştır. İzod ve charpy darbe testleri sonucu, sandviç kompozit numuneler daha düşük enerji seviyelerinde darbenin uygulandığı noktada eğilme yükü sebebiyle kırılmıştır. Ağırlık düşme testlerinde ise enerji, köpük tarafından absorbe edilmiş, küresel impaktör vasıtasıyla numunenin kalınlığı doğrultusunda uniform olarak dağılmıştır. Lokal deformasyon impaktörün temas ettiği ön tabakada hasara neden olmuştur. Charpy ve izod testlerinde numunelerin ön ve arka tabakaları hasar almış ve kırılmıştır. Ağırlık düşme testlerinde ise numunelerde üst tabaka-kor ayrılması ve kor kırılması hasar durumu gözlenmiştir [4]. Şevkat E. ve arkadaşları, S2 cam ve grafit elyaf tabakaları içeren sandviç kompozitlerin darbe davranışlarını incelemiştir. İmpaktör geometrileri charpy, küresel (12,7, 25,4mm) ve düz olarak belirlemiştir. İmpaktörlerin geometrisi temas alanı ve temas süresini etkilemiştir. Charpy impaktörlerin darbe temas yükü ve maksimum kuvvet değerleri yüksek, temas süresi ise düşük çıkmıştır. Küresel impaktörde çap değerinin artışı temas alanın artmasına, temas süresinin kısalmasına ve darbe tepe noktasının ve delaminasyon miktarının artışına neden olmuştur [5]. Wang J. ve arkadaşları, çalışmalarında, impaktör kısmın geometrisi, darbe enerjisi, tabaka ve köpük malzeme kalınlığının darbe davranışı üzerindeki etkilerini araştırmıştır. Enerji değerleri artışı absorbe edilen enerji ve temas sürelerinin artışına neden olmuştur. İmpaktör kısmın çap artışı (15, 25, 35 mm çap, küresel impaktör) ise maksimum kuvvet değerinin yükselmesine, temas süresinin kısalmasına ve absorbe edilen enerji miktarının düşmesine neden olmuştur [6]. Mitrevski T. ve arkadaşları, farklı uç geometrisine sahip impaktörler ile yapılan testler neticesinde kompozit tabakaların darbe sonrası hasar özelliklerini incelemiştirler. Çalışmada, (0/45)s ve (45/0)s laminasyon dizilimine sahip karbon/epoksi tabakaların, 12 mm çap değerine sahip yarı-küresel, ojival (ogival) ve koniksel darbe uçları kullanılarak ağırlık düşme testleri yapılmıştır. Yarı-küresel impaktör ile en geniş delaminasyon hasar alanını oluşturmuştur. Koniksel impaktör ise çukur/nüfuziyet derinliğinde artışa ve fiber kırılmasına neden olan hasar durumuna neden olmuştur [7]. Anderson T. ve Madenci E., 0/90/0 (ince) ve 0 2 /90 2 /0 2 (kalın) karbon preprepreg tabakalı, 51 ve 110 kg/m 3 yoğunluğa ve 12,7 mm kalınlığa sahip PMI (polymethacrylimide) çekirdek yapılı sandviç plakaların darbe davranışlarını incelemiştir. Testler sonucunda, tabaka kalınlığı artışı ve yüksek yoğunluklu PMI köpük kullanılması ile temas kuvvetlerin değerlerinde artış gözlenmiştir. Darbe testleri neticesinde, darbe enerjisi artışı ile hasar (çukur) derinliği artış göstermiştir [8]. XIA F. ve Wu X., cam, kevlar, carbon/kevlar ve karbon elyaf tabaka içeren sandviç kompozitlerin darbe performanslarını karşılaştırmıştır. Kevlar tabakaya sahip numunelerin, düşük temas süresi, yüksek darbe yükü tepe noktası, düşük hasar geometrik boyutlarına (hasar açısı ve alt tabaka kırılma genişliği) sahip olduğu belirlenmiştir [9-10]. Atas C. Ve Potoğlu U., çalışmalarında dikişli, bükümsüz ( 45)s laminasyon planına sahip E-cam/epoksi tabakaların kalınlık artışının, sandviç kompozit panellerin darbe performanslarına etkisi incelenmiştir. Tabaka kalınlık artışı, delme-eşik kuvvetinin ve deplasman değerlerinin artışına neden olmuştur [11]. Gustin ve arkadaşları ise, köpük dolu balpeteği sandviç kompozitlerde 3K düz dokuma karbon elyaf yerine kevlar 49, 2x2 twill dokuma hybrid elyaf (3K karbon elyaf/1500 denier kevlar) dokumaları kullanmıştır. Karbon elyaf yerine kullanılan kevlar 49 ve hybrid dokumaların darbe sırasında absorbe edilen enerji miktarlarına ve darbe sonrası basma dayanımlarına etkileri karşılaştırılarak avantajları ve dezavantajları listelenmiştir [12]. Sandviç yapıların darbe yükü altında performansları, tabaka sayısı artışı veya kevlar, karbon/kevlar hibrit tabakaların kullanılması ile iyileşme göstermiştir. Salami S.J. ve arkadaşları, E-cam/epoksi tabakalı, PUR (poliüretan) ve EPP (polipropilen) köpük içeren sandviç kompozitlerin yapısında, ara tabaka ve kademeli köpük malzeme kullanmıştır. PUR ve EPP köpükler, üst ve altta kalmak üzere E-cam/epoksi ara tabaka ile ayrılmıştır. Köpük yapıda daha rijit olan EPP köpüğün üst veya alt kısımda daha fazla yer alması maksimum yük değerlerinin artışını ve temas süresinin azalmasına neden olmuştur. Yekpare PUR ve EPP köpük içeren numunelerde ara tabakanın darbe alan kısma yakın olması lokal deplasman değerlerinin düşmesini sağlamıştır. Rijit EPP köpük 1405

3 malzemenin lokal deplasman (batma) değerlerinde azalmayı sağladığı belirtilmiştir. Sadece PUR veya EPP içeren kirişlerde numunelerin alt noktalarından ölçülen toplam deplasman değerlerinde, ara tabakanın etkin olmadığı gözlenmiştir. Rijit olan EPP köpüğün numuneler daha fazla yer alması ise toplam deplasman değerinin artmasına neden olmuştur [13]. Dazhi J., ve Dongwei S., iki kademeleri kor yapı ve ata tabaka içeren sandviç kompozitlerin darbe davranışlarını çalışmıştır. Ara tabakanın darbe alan kısıma yakın olması lokal deplasman değerlerinin düşmesini sağlamıştır. Ara tabaka kullanımı sandviç kompozitlerin rijitlik değerlerinde değişmeye neden olmamıştır. Numunelerin alt orta noktalarından ölçülen deplasman değerleri yakın değerler almıştır. Ara tabaka kullanımı darbe enerjisinin lokal etkisini azaltıp yapı içerisine dağılmasını sağlamıştır [14]. Mamalis A.G. ve arkadaşları, sandviç yapıda farklı (çelik, alüminyum ve e-cam/epoksi) tabakalar ve kor yapı arasında E- cam/epoksi ve ahşap malzeme ara tabakalar kullanmıştır. Ahşap ara tabakaların kullanımı, düşük eğilme rijitlikleri nedeniyle darbe dayanımında iyileşme sağlamıştır. Ahşap ara tabaka kullanımı, hafif ve ucuz olmaları sebebiyle sarf malzeme giderlerinin azalmasını sağlamıştır [15]. Akil Hazizan Md. Ve arkadaşları, farklı yoğunluklara sahip lineer PVC, PEI (Polyetherimide) ve PVC/PUR köpük içeren sandviç kompozitlerin darbe hasar yüklerini ve hasar durumlarını raporlamıştır. Köpük malzemelerin yoğunluk değerlerinin artışı ile maksimum darbe yükleri artmıştır. Ağırlık düşme testlerinde köpük malzemenin elastik özellikleri ve yoğunluk değerlerinin darbe sonuçlarını etkilediği gözlenmiştir [16]. Atas C. ve Sevim C., dikişli, bükümsüz ( 45)s E- cam/epoksi tabakalı, balsa (157 kg/m3, 11,5 mm) ve PVC (62 kg/m3, 10,3 mm) farklı kor yapılı sandviç kompozitlerin darbe davranışlarını incelemiştir. Deformasyon kapasitesine sahip PVC köpük içeren numunelerde ise darbe enerjisi artışı ile birlikte, impaktör deplasman değerlerinde ve üst tabaka katmanları arasında oluşan delaminasyon miktarlarında artış rapor edilmiştir [17]. Torre L. Ve Kenny J.M, oluklu fenolik köpük malzeme içeren sandviç kompozitlerin darbe davranışlarını incelemiştir. Sandviç kompozitlerin darbe yükü altında, daha fazla enerji absorbe etmelerini sağlamak amacıyla trapez oluklu kor yapı incelenmiştir [18]. Schubel P.M. ve arkadaşları, karbon/epoksi tabakalı, PVC köpük içeren sandviç kompozitlerin darbe yükü altında davranışlarını incelemiştirler. Statik mekanik testleri sonucu elde edilen maksimum yük değeri, darbe temas yüküne yakın değerler aldığı ve delaminasyon hasar boyutunun benzer olduğu belirtilmiştir [19]. Sandviç kompozitlerin darbe sonrası performansları, uygulanan darbe enerjisinin büyüklüğüne (joule), darbenin uygulanışına (charpy, izod, ağırlık düşme, balistik darbe) ve darbe sonrası uygulanacak kuvvete bağlı olarak (eğilme, kesme ve basma) farklılık göstereceği çalışmalarda rapor edilmiştir. Abrate, sandviç plakalarda darbe yükünün eğilme, kesme ve basma dayanımlarında, % değişen oranda azalmaya neden olacağını vurgulamıştır [2]. Schubel P.M. ve arkadaşları ise, karbon elyaf (5 harness satin) /epoksi ve PVC (220 kg/m 3 ) köpük içeren hasar alan sandviç plakaların (108 joule) basma dayanımlarında % 60 değerinde azalma tespit etmiştir. Hasar alan numunede delaminasyonları belirlemek için B ve C-scan yöntemleri ile kullanılmıştır [20]. Bull H.B., ve Edgren F., sandviç plakaların darbe sonrası basma dayanımlarının tahmini için delik içeren laminasyonlar için türetilen gerilme formülasyonlarını kullanmıştır. [21-22]. Literatürde, darbe hasarları, C-scan ve kesitlerin (tahribatlı) incelenmesi ile gerçekleşmiştir. Darbe alan tabakada delaminasyon hasar ölçüleri rapor edilmiş, kink-band oluşumları ve delaminasyon ilerleme mekanizmaları, delik ve çentik içeren numuneler ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, darbe enerjisi ile birlikte değişen hasar geometrileri: çukur (dent), boşluk (cavity), ve köpüğün ezilen kısmına ait derinlik ve genişlik değerleri rapor edilmiştir. Darbe sonrası basma test sonuçlarının, darbe sırasında tabakada oluşan çukur (dent) ve boşluk (cavity) oluşumundan etkilendiği vurgulanmıştır [23-24]. İleri sürdüğümüz çalışmada, dikişli bükümsüz (0/90/90/0) dizilime sahip E-cam/vinilester tabakalı, ahşap ara tababakalı sandviç kompozitlerin darbe sonrası basma dayanımları incelenmiştir. Literatürde (13-15), E- cam/epoksi veya ahşap ara tabakalı ve iki kademeli köpük kullanımı ile sandviç kompozitlerin darbe performanslarında artış sağlanmıştır. E-cam/vinilester tabaka ve PVC köpük arasında ara tabaka malzeme olarak ısıl işlem görmüş çam ve diş budak thermowood ahşap malzemeler kullanılmıştır. Bu çalışmada, E-cam, PVC köpük kullanımını azaltmak ve yapının hafif olmasını sağlamak için köpük malzemeden daha rijit ve ince, E- cam/vinilester tabakadan daha kalın, rijitlik değerleri düşük ahşap malzemeler tercih edilmiştir. PVC köpük içeren sandviç kompozitlerde darbe yükü ile oluşan çukur ve boşluk oluşumunu engellemek ve darbe sonrası basma dayanımlarını iyileştirmek hedeflenmektedir. Literatürden farklı olarak farklı iki ahşap malzemenin ara tabaka olarak kullanılması durumunda darbe sonrası basma dayanımına ve yapının ağırlık değerlerine etkisi araştırılmıştır. 1406

4 2. MATERYAL VE METOT 2.1. Ahşap ara tabaka içeren sandviç kompozitlerin üretimi Sandviç kompozit plakalar laboratuvarda VARTM (vakum destekli infüzyon yöntemi) ile üretilmiştir. Vakum infüzyon üretimi sırasında vakum pompası negatif 760 mm hg basınç oluşturulması sağlar. Sandviç kompozit plakalar test numunesi olarak kesilmeden önce iki (2) hafta kadar tamamen kürleşmesi için beklenmiştir. Elyaf malzeme olarak iki eksenli dikişli bükümsüz düz (biaxial stitched fabric) 850 gr/m2 (0/90/90/0) dizilime sahip 1,5 mm kalınlığında E-cam elyaf kullanılmıştır. VARTM üretimine uygun Poliya marka Polives 702 infüzyon tipi Bisfenol-A Epoksi vinilester reçine tercih edilmiştir. Reçine içerisine, başlatıcı olarak ağırlıkça %1-2 wt oranında MEKP (Metiletilketonperoksit), hızlandırıcı olarak ağırlıkça % 0,2-0,5 wt oranında kobalt naftanat kullanılmıştır. Ara tabaka olarak ısıl işlem görmüş sırası ile 4,5 mm kalınlığında thermowood çam ve diş budak ahşap kullanılmıştır. Ahşap ürünler Novawood Thermowood firmasından temin edilmiştir. Ahşap ara tabakalı sandviç yapı şematik olarak Şekil 1 de gösterilmiştir. Ahşap ara tabaka kullanılan numunelerde 15 mm Airex C PVC, klasik sandviç yapıda ise 25 mm Airex C PVC köpük malzeme kullanılmıştır. Sandviç numunelerin kalınlıkları mm sabit tutulmuştur Deneysel Çalışma a. Klasik sandviç yapı b. Ahşap ara tabakalı yapı Şekil 1: Ahşap ara tabakalı kompozit yapı Sandviç kompozit numunelerin ağırlık düşme testleri 4 kg lık küresel ve konik uç geometrisine sahip impaktörlerin, 0,75 ve 1,5 metre yüksekliğinden serbest bırakılması ile gerçekleşmiştir. Hasar darbe enerjileri 30 J ve 60 J belirlenmiştir. Hasar alan numunelerin darbe sonrası basma testleri ASTM C364/C364M (25) standartlarına uygun olarak yapılmıştır. Ankastre destek mesafesi 280 mm, ankastre dışında kalan numune test uzunluğu ise 200 mm olarak belirlenmiştir. Basma testleri Zwick Roell 250 kn elektromekanik çekme-basma cihazında 2 mm/dak yükleme hızıyla gerçekleşmiştir. Deneyler sırasında kuvvet-deplasman grafikleri, hasar yükleri ve durumları rapor edilmiştir. Orijinal olarak isimlendirilen test sonuçları darbe yükü uygulanmamış numunelere aittir. Sandviç kompozitlerin darbe sonrası basma test sonuçları Şekil 2,3,4 de verilmiştir. 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 3.1 Sandviç kompozitlerin ASTM C364 Basma Test Sonuçları Şekil 2: Klasik sandviç yapıya sahip numunelerin basma testleri sonuçları 1407

5 Şekil 3: Çam ahşap ara tabakalı numunelerin darbe yükü sonrası basma test sonuçları Şekil 4: Diş budak ahşap ara tabakalı numunelerin darbe yükü sonrası basma test sonuçları KONİK DARBE HASARI Genişlik Derinlik (mm) (mm) Klasik sand. yapı 25 12,5 Diş budak ara tabakalı yapı Çam ara tabakalı yapı KONİK DARBE HASARI Genişlik (mm) Klasik sand. yapı Diş budak ara tabakalı yapı Çam ara tabakalı yapı Derinlik (mm) Şekil 5: Sandviç kompozitlerin 60 joule küresel ve konik darbe sonucu hasar boyutları 1408

6 Numuneler Tablo 1: Sandviç kompozit numunelerin ASTM C basma test sonuçları Klasik sandviç yapı 25 mm PVC Diş budak ara tabakalı 15 mm PVC Çam ara tabakalı 15 mm PVC İmpaktor /enerji miktarları Fmaks (N) σmaks Fmaks (N) σmaks (Mpa) Fmaks (N) Orijinal numuneler , , ,5 Düşük ener. test Küresel impaktör 30 J yapılmadı , ,2 60 J , , ,4 σmaks(mpa ) Düşük ener. test yapılmadı Etkisiz Etkisiz ,6 Konik impaktör 30 J 60 J ,6 Etkisiz Etkisiz ,7 Not: Darbe testi uygulanmamış numuneler orjinal olarak isimlendirilmiştir. Fmaks (N): hasar yükü, σf (MPa): darbe sonrası basma dayanımı (ASTM C364-94). Etkisiz: darbe sonrası basma dayanımında değişim yok. Rijitlik değerleri düşük ve hafif olan ahşap çam (430 kg/m 3 ) ve dişbudak (650 kg/m 3 ) tabakalar, darbe sırasında PVC köpük malzemede oluşan hasar boyutlarının azalmasını sağlamış ve neticesinde darbe sonrası basma yönünde mekanik performanslarının artışını sağlamıştır. Orjinal çam ve diş budak ara tabakalı sandviç kompozitlerin basma dayanımları, orjinal klasik sandviç numunelere göre sırası ile 1,3 ve 2 kat daha fazla değerler almıştır. Çam ve diş budak ara tabakalı numuneler, klasik yapılı sandviç kompozitlere göre 1,57 ve 1,86 kat daha fazla ağırdır. Klasik sandviç kompozitlerin basma dayanım değerlerinde, 60 joule küresel ve konik darbe sonucu sırasıyla % 9,3, % 15,5 oranında azalma olmuştur Çam ara tabakalı numunelerde, 30 joule küresel ve konik darbe sonrası basma dayanımları % 23,2 ve % 18,6 azalmıştır. Çam ara tabakalı numunelerde, 60 joule küresel ve konik darbe sonrası basma dayanımları % 29,7 ve % 33,3 azalmıştır. Diş budak ara tabakalı numunelerin, konik impaktör ile yapılan darbe yükleri sonrası basma dayanımlarında düşme gözlenmemiştir. Diş budak ara tabakalı numunelerin, 30 joule küresel impaktör sonrası basma dayanımlarında % 15,6 azalma, 60 joule küresel impaktör ile yapılan testlerde ise basma dayanımında % 28,8 düşme olmuştur. 60 joule enerjiye sahip küresel ve konik impaktör ile oluşan hasar genişlik değerleri mm olarak belirlenmiştir. 60 joule enerjiye sahip küresel impaktör, klasik sandviç yapıya sahip numunede 24 mm, çam ve diş budak ara tabakalı numunelerde ise 14 mm hasar derinliği oluşturmuştur (Şekil 5). 60 joule enerjiye sahip konik impaktör, klasik sandviç yapıya sahip numunede 12,5 mm, çam ve diş budak ara tabakalı numunelerde ise sırasıyla 12 ve 10 mm hasar derinliği oluşturmuştur (Şekil 5). Küresel ve konik impaktör ile verilen hasar derinlikleri, çam ve diş budak ara tabakalı numunelerde yakın değerler almıştır. Küresel impaktör sonucu oluşan hasar derinlikleri az miktar daha fazladır (Şekil 5). Çalışmada, sandviç kompozitlerin (0/90) s E-cam/vinilester tabaka sabit (1,5 mm) kalınlığına sahip, PVC kalınlıkları ise ara tabakalı numunelerde 15 mm, klasik sandviç numunelerde ise 25 mm kalınlığa sahiptir. Ahşap ara tabaka kullanılması, PVC köpük kullanımının azalmasını sağlamıştır. İlerleyen çalışmalarda ahşap ara tabaka ve PVC köpük ara yüzeylerinde reçinenin ilerlemesini kolaylaştıracak oluklar açılması öngörülmektedir. E-cam elyaf ve PVC köpük kullanımını azaltmak amacıyla farklı ahşap ara tabaka malzemelerin kullanımı önümüzdeki çalışmalarda planlanmaktadır. Ahşap ara tabaka içeren sandviç kompozitlerin statik (eğilme, kayma ve kesme) ve dinamik (yorulma) yüklemeler altında performanlarının araştırılması gerekmektedir. 60 joule konik ve küresel darbe enerjisi sonrası yapılan basma testlerinde numuneler iç kısma doğru bölgesel burkulmaya maruz kalmıştır. Ahşap ara tabaka ve PVC köpük ayrılması şeklinde hasara 1409

7 uğramıştırlar. 30 joule darbe enerjisi sonrasında ise darbe alan yüzeyde laminasyon-ahşap ara tabaka ayrılması gözlenmiştir. 4. REFERANS LİSTESİ 1. Vinson JR., 2001, Sandwich structures. Appl Mech Rev ;54(3): Abrate S., 1997, Localized impact on sandwich structures with laminated facings. Appl Mech Rev;50(2): Abrate S., 1998, Impact on composite structures. Cambridge UK: Cambridge Press. 4. Srivastava V. K., 2012, Impact Behaviour of Sandwich GFRP-Foam-GFRP Composites International Journal of Composite Materials 2(4):63-66 DOI: /j.cmaterials Sevkat E., Liaw B., Delale F., 2013, Drop-weight impact response of hybrid composites impacted by impactor of various geometries, Materials & Design, Volume 52, December, Pages 67-77, ISSN , 6. Wang J.; Waas A.M.; Wang H., 2012, Experimental Study on the Low-velocity Impact Behavior of Foam-core Sandwich Panels. In: 53rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference 20th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference 14th AIAA. p Mitrevski T., Marshall I.H., Thomson R., 2006, The influence of impactor shape on the damage to composite laminates, Composite Structures, Volume 76, Issues 1 2, October, Pages , ISSN , 8. Anderson T., Madenci E., 2000, Experimental investigation of low-velocity impact characteristics of sandwich composites, Composite Structures, Volume 50, Issue 3, November, Pages , ISSN , 9. Wu X.Q., Xia F., 2009, Work on low-velocity impact properties of foam sandwich composites with various face sheets, 2009/04/24, Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol. 29, No. Doi:7/ / Xia F., Wu X.Q., 2010, Work on Impact Properties of Foam Sandwich Composites with Different Structure, 2010/01/01, Journal of Sandwich Structures and Materials, Journal of Sandwich Structures and Materials, 12(1):47-62, doi: / Atas, C., Potoğlu, U., 2016, The effect of face-sheet thickness on low-velocity impact response of sandwich composites with foam cores, Journal of Sandwich Structures and Materials, 18(2), , Doi: / Gustin J., Joneson A., Mahinfalah M., Stone J., Low velocity impact of combination Kevlar/carbon fiber sandwich composites, Composite Structures, Volume 69, Issue 4, August 2005, Pages , ISSN , JEDARI S.S., et al., 2013, An Investigation on Low Velocity Impact Response of Multilayer Sandwich Composite Structures. The Scientific World Journal. 14. Jiang D., Shu D., 2005, Local displacement of core in two-layer sandwich composite structures subjected to low velocity impact, Composite Structures, Volume 71, Issue 1, October 2005, Pages 53-60, ISSN , Mamalis A.G., Spentzas K.N., Pantelelis N.G., Manolakos D.E., Ioannidis M.B., 2008, A new hybrid concept for sandwich structures, Composite Structures, Volume 83, Issue 4, June 2008, Pages , ISSN , Hazizan Md. A., Cantwell W.J., 2002, The low velocity impact response of foam-based sandwich structures, Composites Part B: Engineering, Volume 33, Issue 3, Pages , ISSN , Atas C., Sevim C., 2010, On the impact response of sandwich composites with cores of balsa wood and PVC foam, Composite Structures, Volume 93, Issue 1,December 2010,40-48, ISSN , L Torre, J.M Kenny, 2000, Impact testing and simulation of composite sandwich structures for civil transportation, Composite Structures, Volume 50, Issue 3, November 2000, Pages , ISSN ,

8 19. Schubel P.M., Luo J.J, Daniel I.M, 2005, Low velocity impact behavior of composite sandwich panels, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Volume 36, Issue 10, Pages , ISSN X, Schubel P.M., Luo J.J, Daniel I.M,, 2007, Impact and post impact behavior of composite sandwich panels, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Volume 38, Issue 3, Pages , ISSN X, Edgren F., Asp L.E., Bull P. H., 2004, Compressive Failure of Impacted NCF Composite Sandwich Panels - Characterisation of the Failure Process, Journal of Composite Materials, vol. 38(6), , / Bull P.H, Edgren F., 2004, Compressive strength after impact of CFRP-foam core sandwich panels in marine applications, Composites Part B: Engineering, Volume 35, Issues 6 8, September December, Pages , ISSN , Shıpsha A., Zenkert D., 2005, Compression-after-Impact Strength of Sandwich Panels with Core Crushing Damage, Applied Composite Materials 12: , 5) 12: , DOI: /s Shipsha A., Hallström S., Zenkert D., 2003, Failure Mechanisms and Modelling of Impact Damage in Sandwich Beams - A 2D Approach: Part I - Experimental Investigation, 2003/01/01, Journal of Sandwich Structures and Materials, 5(1),7-31, / Techincal Standard ASTM C364/C364M, Standart test method for edgewise compressive strength of sandwich constructionsç Annual Book of ASTM Standards. Correspondence Address: Tayfur Kerem Demircioğlu Balıkesir Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Bigadiç yolu üzeri 17. KM 10100, Merkez / Balıkesir / TÜRKİYE Telephone and address /4112, tkerem@balikesir.edu.tr BİYOGRAFİLER Tayfur Kerem Demircioğlu Bursa da doğdum. Lise eğitimini Bursa Anadolu Lisesinde tamamladım. Balıkesir Üniversitesi Makina Mühendisliği bölümünde lisans eğitimini bitirdikten sonra Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Ana bilim dalında yüksek lisansı tamamladım. Balıkesir Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünde doktora eğitimine devam etmekteyim. Tez konum Elyaf Yapımı Kurşun Geçirmez Yeleklerin Sonlu Elemanlarla Modellenmesi ve Balistik Performansının İncelenmesi üstünedir. Fatih Balıkoğlu İzmir de doğdum. Lise eğitimini İzmir Atatürk Lisesinde tamamladım. Celal Bayar Üniversitesi Makina Mühendisliği bölümünde lisans eğitimini bitirdikten sonra İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümünde yüksek lisansı tamamladım. Balıkesir Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünde doktora eğitimine devam etmekteyim. Geleneksel ve Alternatif malzemeli Denizel Kompozitlerin Üretim Parametreleri ve Mekanik Özelliklerine Etkilerinin Araştırılması başlıklı doktora tezimi yürütmekteyim. 1411