Üç nokta eğilme, kısa kiriş kayma dayanımı ve tabakalar arası kayma

5.1.4.1. Cam elyaf keçe takviyeli PPS kompozitlerinin eğilme modülü ve dayanımlarının üç nokta eğilme test yöntemi ile belirlenmesi

Sıcak pres tekniği ile üretilen cam elyaf keçe takviyeli PPS kompozitlerinin eğilme davranışları ASTM D790 standardına göre üç nokta eğilme deneyleri ile belirlenmiştir. Cam elyaf keçe takviyeli PPS kompozitin eğilme dayanımı değerlerinin ortalamasının 231,4028 N/mm2

olduğu saptanmıştır. Ticona firmasının PPS polimeri için saptadığı eğilme dayanımı değerinin 130 N/mm2 olduğu hesaba katılırsa, yaklaşık %25 fiber hacim oranında cam elyaf keçe takviyesi ile PPS polimerinin eğilme dayanımının yaklaşık %78 oranında arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca cam elyaf keçe takviyeli PPS kompozit numunelerin ortalama eğilme modülleri değerinin 9355,317 N/mm2

olduğu saptanmıştır. Ticona firmasının PPS polimeri için vermiş olduğu eğilme modülü değerinin 3900 N/mm2

olduğu hesaba katılırsa yaklaşık %139’luk bir eğilme modülü artışı gözlenmiştir.

Düşük hızlı düşen ağırlık darbe yüklemesine maruz bırakılmış cam elyaf keçe takviyeli PPS kompozit numunelerinin artık eğilme dayanımları ve eğilme modülleri belirlenerek darbe ucu çapı ve darbe ucu şekline göre ilişkilendirilmiştir. Farklı çaptaki düz darbe uçları ile hasarlanmış polimer matrisli kompozit numunelerin 2.bölgesindeki artık eğilme dayanımları ile karşılaştırma yapılacak olursa yarı küresel darbe uçları ile hasarlanmış numunelerin artık eğilme dayanımı değerlerinin daha düşük çıktığı belirlenmiştir. Düz darbe uçları ile hasarlanan numunelerde hasar bölgesinin yaklaşık olarak darbe ucu çapı kadar olması ve bununda artık eğilme

160

dayanımı değerlerini yarı küresel darbe uçları ile hasarlanmış numunelerinkinden daha yüksek çıkmasına neden olduğu gözlemlenmiştir. Her darbe ucu çapı için, artan darbe enerjisi ile artık eğilme dayanımı değerlerinin her üç bölge içinde azaldığı görülmektedir. Artan darbe enerjisi ile polimer matrisli kompozit numuneler daha fazla enerji absorbe ettikleri ve absorbe edilen enerjilerinde numune içinde darbe hasarlanmasına yol açarak artık eğilme dayanımının azalmasına neden olduğu belirlenmiştir. Düz uçlar ile darbe yüklemesine maruz kalmış numunelerin artık eğilme modülü değerlerinin yarı küresel uçlarla hasarlanmış numunelere göre daha yüksek çıktığı tespit edilmiştir.

5.1.4.2. Ağırlıkça yüzde silan konsantrasyonun fiber metal tabakalı kompozitlerin arayüzey dayanımına etkisinin üç nokta eğilme, kısa kiriş kayma dayanımı ve TAKD testleri ile belirlenmesi

Gerçekleştirilen üç nokta eğilme testlerinden ağırlıkça % 2 silan konsantrasyonu aşıldığında fiber metal tabakalı kompozit numunelerin dayanım ve modül değerlerinde azalma yaşandığı gözlenmiştir. Fiber metal tabakalı kompozit numunenin maksimum eğilme dayanımı ve modülü değerlerinin % 2 silan konsantrasyonu için sırasıyla yaklaşık 195.06 MPa ve 20929.22 MPa olduğu belirlenmiştir.

Ağırlıkça silan konsantrasyonunun fiber metal tabakalı kompozit numunelerin ara yüzey dayanıma etkisini belirlemek amacı ile üç nokta eğilme testleri yanında kısa kiriş kayma dayanımı ve TAKD testleri de uygulanmıştır. Her iki test yöntemi içinde fiber metal tabakalı kompozit numuneleri için ara yüzey dayanımının maksimum %2 silan konsantrasyonunda oluştuğu belirlenmiştir. Gerçekleştirilen her iki deneyde saptanan optimum dayanım değerlerinin üç nokta eğilme deney sonuçları ile örtüştüğü görülmüştür. ağırlıça %2 silan ile yüzeyi iyileştirilmiş fiber metal tabakalı kompozitlerin tabakalar arası kayma dayanımı testlerinden elde edilen kayma gerilmesi değerinin ortalama 19.21 N/mm2

, kısa kiriş kayma dayanımı deneyi için ise 23.03 N/mm2 olduğu belirlenmiştir. Maksimum kuvvet değerlerinin de sırasıyla 1024.52 N ve 1228.32 N olduğu saptanmıştır.

161

5.1.4.3. Farklı toplam delik alanı/kapalı alan (TDA/KA) oranında ve farklı delik çaplarında matkapla delinmiş ve yüzeyi iyileştirilmiş alüminyum levhalar içeren fiber metal tabakalı kompozitlerin mekanik+adhezif yapışma bağlantı dayanımlarının üç nokta eğilme ve TAKD testleri ile belirlenmesi

Delikli fiber metal tabakalı kompozitlerin üç nokta eğilme test sonuçlarından tüm delik biçimleri için deliksiz fiber metal tabakalı kompozit numunelere göre maksimum gerilme değerlerinin azaldığı,  3 mm delikli numunelerin ise deliksiz fiber metal tabakalı kompozit numunelerin maksimum gerilme değerlerine yaklaştığı görülmüştür. TDA/KA oranı incelendiğinde her üç oran içinde (0.1, 0.085 ve 0.055) en iyi dayanımın  3 mm delikli numunelerde çıktığı saptanmıştır. En düşük dayanım değerlerinin her üç TDA/KA oranında da  5 mm delikli numunelerde oluştuğu belirlenmiştir.

 5 mm delikli numunelerde E/D oranının az olması nedeni ile kompozit nununelerin dayanım değerlerinin düşük çıktığı,  4 mm delikli numunelerin maksimum kuvvet ve maksimum gerilme değerlerinin her üç TDA/KA oranı içinde orta düzeyde çıktığı gözlemlenmiştir. Toplam delik alanı/kapalı alan oranının 0.055 olduğu durum incelenecek olursa deliksiz numunelere göre maksimum gerilme değerlerinin sırası ile %6.57, %3.7 ve %1.53 azaldığı belirlenmiştir.

Delikli fiber metal tabakalı kompozitlerin TAKD test sonuçlarından TDA/KA oranı 0.1 olduğu durumda üç nokta eğilme deneylerinde elde edilen sonuçlara benzer olarak delik çapının azalması ile maksimum kuvvet, maksimum kayma gerilme ve maksimum yüzde uzama değerlerinin arttığı saptanmıştır. Bununla birlikte TDA/KA oranının azalması ile, 0.06 ve 0.03, maksimum kuvvet ve maksimum kayma gerilmesi değerlerinin arttığı gözlenmiştir. Bunun nedeninin ise kesitteki delik sayısının fazla olmasının mekanik yapışmayı artırması beklenirken çentik etkisi nedeni ile dayanımı düşürmesidir. Delik sayısının yani toplam TDA/KA oranının azalması ile maksimum dayanım elde edilmiştir.

Tüm delikli numunelerin deliksiz fiber metal tabakalı kompozit numunelerin maksimum kayma gerilmesi değerlerini aştığı gözlemlenmiştir. 1 numaralı

162

numunenin deliksiz fiber metal tabakalı kompozit numunenin maksimum kayma gerilmesini %10.83, bunun yanında 2, 3 ve 4 nolu numunelerin ise sırasıyla %40.2, %45.03 ve %62.59 aştığı saptanmıştır.