Investigation of Mechanical Properties and Fatigue Performance of Carbon-Glass Fiber Reinforced Epxy Hybrid Composites

Abstract

Recently, hybrid composites have known as high performance engineering materials and they have been used broadly in engineering applications where high strength to weight ratio, reasonable cost and ease of fabrication are requested. Since these composites offer combination of benefits of different kinds of fibers, their usage is increasing day after day. The objective of this thesis is to examine the mechanical properties of carbonglass fiber reinforced epoxy hybrid composites in two different configurations. Also, the fatigue performance under bending tests of these composites were investigated. The hybrid composites were manufactured by using vacuum infusion technique at ambient temperature. To examine the mechanical properties of manufactured composites, a series of mechanical tests such as compression, tensile and three-point bending tests were performed on the samples which were prepared in accordance with the relevant ASTM standards. Load-controlled three-point bending fatigue tests were also carried out to investigate the performance of manufactured composites under fatigue. The fatigue tests were performed at different stress levels varied from 30 percent to 90 percent of average ultimate flexural strength of the samples which were determined from static three-point bending tests. Subsequently stiffness loss and Wöhler curves were constructed using a specific failure criterion.

Son zamanlarda, hibrit kompozitler yüksek performanslı mühendislik malzemeleri olarak bilinmekte ve yüksek dayanım/ağırlık oranı, makul fiyat ve üretim kolaylığı istenilen mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu kompozitler, farklı tiplerdeki elyafların yararlarının kombinasyonlarını sunduklarından, kullanımları gün geçtikçe artmaktadır. Bu tezin amacı karbon-cam elyaf takviyeli epoksi hibrit kompozitlerin iki farklı konfigürasyonda mekanik özelliklerinin incelenmesidir. Aynı zamanda, bu kompozitlerin üç-nokta eğme testi altında yorulma performansları incelenmiştir. Hibrit kompozitler ortam sıcaklığında vakum infüzyon tekniğiyle üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin mekanik özelliklerini incelemek için ASTM standartlarına uygun olarak hazırlanan numunelerde basma, çekme ve üç nokta bükme gibi bir seri mekanik testler yapılmıştır. Aynı zamanda, kompozitlerin yorulma altındaki performanslarını incelemek için yük kontrollü üç nokta eğme yorulma testleri uygulanmıştır. Yorulma testleri numunelerin ortalama nihai eğilme dayanımlarının yüzde otuzu ile doksanı arasında değişen dayanım seviyelerinde yapıldı. Daha sonra hasar kriterine uygun olarak sertlik kaybı ve Wöhler eğrileri oluşturuldu.