Analytical and Numerical Investigation of the Tensile Strength of Hybrid Composites Created with Glass and Carbon Fibers

Abstract

Kompozitlerin kullanım alanları arttıkça farklı tip elyafların birlikte kullanıldığı karma kompozitlerin de kullanım alanları genişlemektedir. Karma kompozitler, dayanım ve maliyet birlikte düşünüldüğünde ümit verici bir yaklaşım getirmektedir. Bu çalışmada çeşitli dizilimlerle oluşturulan cam/karbon elyaf karma kompozitlerin çekme ve moment yükü altında dayanımları analitik ve nümerik olarak incelenmiştir. Ayrıca yalın cam elyaf ve yalın karbon elyaftan oluşan kompozitler de karşılaştırma açısından sonlu elemanlar analizine tabii tutulmuştur. Bu kompozitler üzerine gelen yüke karşılık dayanımları klasik tabaka teorisi kullanılarak analitik yaklaşım ile de çözülerek sonlu elemanlar analizleri doğrulanmıştır. Yapılan analizler sonucunda kullanılan elyafın çekme dayanımına doğrudan etkisinin olduğu, katman diziliminin ise etkisinin olmadığı sonucuna varılmıştır. Moment yükü altında ise en yüksek çekme yüküne maruz kalan en alt katmanda karbon elyaf kullanımının cam elyafa göre dayanabileceği en yüksek moment yükünü yaklaşık olarak %33 arttırdığı görülmüştür. Aynı yük altında diğer katmanlarda kullanılan elyafın etkisinin ise çok sınırlı kaldığı sonucuna varılmıştır.