5. ULUSLARARASI KARADENİZ MODERN BİLİMSEL ARAŞTIRMALAR KONGRESİ, Rize, Türkiye, 8 - 10 Kasım 2023, ss.37
Çarpışma kutusu,
taşıtlarda bulunan ve çarpışma sırasında ortaya çıkan enerjiyi emen böylece
araç içindekileri ve aracı büyük hasarlardan koruyan bir tür enerji emici
malzemedir. Bu çalışmada metal türevi malzemelere alternatif olarak epoksi
matrisli cam, aramid ve karbon fiber takviyeli kompozit çarpışma kutuları vakum
infüzyon ile üretilmiş ve bu malzemelerin hidrotermal yaşlanma esnasında maruz
kaldıkları ağırlık artış özellikleri araştırılmıştır. Vakum infüzyon yöntemi
ile üretilen silindirik geometrideki çarpışma kutuları su emilim oranları
saptamak için 60 OC sıcaklıkta 500 ve 1000 saat şartlarında saf su içerisinde
hidrotermal yaşlandırılmaya bırakılmışlardır.
Çarpışma kutularının ağırlıklarındaki değişimler göz önüne alındığında
farklı fiber tiplerinin su emme oranları üzerindeki etkileri yaşlanma
sürelerine bağlı olarak karşılaştırılmıştır. Aramid takviyeli çarpışma
kutularının ağırlığındaki artış oranı 500 ve 1000 saat süreli yaşlandırmalarda
sırasıyla %7.88 ve %9.28dir. Cam fiber takviyeli numunelerde ise 500 saatlik
yaşlandırma ile meydana gelen ağırlık artışı %3.23 iken 1000 saatlik yapay
yaşlandırmada bu oran %3.61 olarak tespit edilmiştir. Karbon fiber takviyeli
çarpışma kutusu numunesinde 500 saatlik yaşlandırma sonucu meydana gelen
ağırlık artışı %2.93 olarak belirlenmiş. Aynı tip numunenin 1000 saatlik yapay
yaşlandırılması sonucu ortaya çıkan ağırlık artışı %4.08 değerindedir. Kompozit
numune bünyesine alınan suyun fazlalığı fiber matris arayüzeylerinde hasar
oluşumunu hızlandıracak ve dolayısı ile çarpışma kutularının mekanik
özelliklerini olumsuz etkileyecektir. Buna göre yaşlandırma süresinden en az
etkilenen numunenin cam fiber takviyeli numune olduğu, gerek 500 saatte gerekse de 1000 saatte en
yüksek olduğu numunenin ise aramid fiber takviyeli numune olduğu dolayısıyla
yapay yaşlandırmaya en duyarlı numunenin aramid fiber olduğu belirlenmiştir.
Son olarak cam ve karbon takviyeli numunelerin yapay yaşlandırma
duyarlılıklarının birbirlerine oldukça yakın olduğu tespit edilmiştir.
A crash box is a type of energy-absorbing material found in vehicles that absorbs the energy released during a collision, thus protecting the occupants and the vehicle from major damage. In this study, epoxy matrix glass, aramid and carbon fiber reinforced composite crash boxes were produced by vacuum infusion as an alternative to metal-derived materials, and the weight gain properties of these materials during hydrothermal aging were investigated. Collision boxes with cylindrical geometry produced by vacuum infusion method were left for hydrothermal aging in pure water at 60 °C for 500 and 1000 hours to determine water absorption rates. Considering the changes in the weight of the crash boxes, the effects of different fiber types on water absorption rates were compared depending on the aging times. The increase in weight of aramid reinforced crash boxes is 7.88% and 9.28% after 500 and 1000 hours of aging, respectively. While the weight increase in glass fiber reinforced samples after 500 hours of aging was 3.23%, this rate was found to be 3.61% after 1000 hours of artificial aging. The weight increase resulting from 500 hours of aging in the carbon fiber reinforced crash box sample was determined as 2.93%. The weight increase resulting from 1000 hours of artificial aging of the same type of sample is 4.08%. Excess water absorbed into the composite sample will accelerate damage to the fiber matrix interfaces and therefore negatively affect the mechanical properties of the collision boxes. Accordingly, it was determined that the sample that was least affected by the aging time was the glass fiber reinforced sample, and the sample with the highest effect both at 500 hours and 1000 hours was the aramid fiber reinforced sample, therefore the sample most sensitive to artificial aging was aramid fiber. Finally, it was determined that the artificial aging sensitivities of glass and carbon reinforced samples were very close to each other.