Effects of Repair Techniques on Mechanical Performance in Composite Materials
Özet
Günümüzde kompozit malzeme kullanımı oldukça yaygınlaşmış ve giderek de artmaktadır.
Mukavemet ve hafiflik oranı avantajına sahip olan bu malzemeler, özellikle havacılık sanayi
ve otomotiv sektöründe büyük önem kazanmıştır. Kompozit malzemelerin bu yaygın
kullanımı sonrasında, malzemelerde dış etkenlerden dolayı meydana gelen hasarların tamiri
de önemli bir araştırma konusu olmuştur. Bu çalışmada farklı onarım yöntemlerinin,
malzemenin mekanik performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Fazla yontma alanı
yaratmamak ve hızlı bir onarım yöntemi bulmak için 20°, 30° ve 45° yontma açıları üzerinde
çalışılmıştır. Ayrıca, daha sağlam bir çözüm bulmak için tek yönlü yontma ve çift yönlü
yontma onarımının karşılaştırılması yapılmıştır. Numuneler karbon elyaf prepregten ve
[45/0/90/0/45]2s oryantasyonuna sahip üretilmiştir. Farklı açılarda tek yönlü yontma ve çift
yönlü yontma onarım konfigürasyonları ile hazırlanmış kompozit numunelere ASTM
standartlarına göre, çekme, basma ve 3-nokta eğme testleri uygulanmıştır. Testler sonucunda
elde edilen gerinim-gerilim eğrileri, 20° ile onarılmış numunelerin en yüksek dayanıma
sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca çift yönlü yontma ile onarılmış numunelerin aynı açıda
tek yönlü yontma ile onarılmış numunelere kıyasla daha yüksek kuvvetlere dayandığı tespit
edilmiştir.Today, the use of composite materials has become widespread and is increasing. These
materials, which have the advantage of strength and lightness ratio, have gained great
importance especially in the aeronautical industry and automotive sector. After this
widespread use of composite materials, the repair of damages caused by external factors has
also become an important research topic. In this study, the effects of different repair methods
on the mechanical performance of the material were investigated. Scarf angles of 20°, 30°
and 45° have been studied in order not to create too many scarf areas and to find a quick
repair method. Also, a comparison of single scarf and double scarf repair was made to find
a more robust solution. The samples were produced from carbon fiber prepreg and with the
[45/0/90/0/45]2s ratio. Tensile, compression and 3-point bending tests according to ASTM
standards were applied to composite samples prepared with single scarf and double scarf
repair configurations at different angles. The stress-strain curves obtained as a result of the
tests showed that the specimens repaired at 20° had the highest strength. In addition, it has
been determined that the samples repaired with double scarf withstand higher forces
compared to the samples repaired with single scarf at the same angle.