Fiberglas İle Tasarim

FİBERGLAS İLE TASARIM
*
Fiberglas güçlendirilmiş plastiklerin sıradan olmayan ve çok iyi anlaşılması gereken özellikleri vardır Bu özellikler yapısal analizlerde göz önünde bulundurulmalıdır Fakat bu malzeme ile tekne dizaynındaki tecrübeler bir çok kez göstermiştir ki konveksiyonal dizayn tekniklerinin kullanımına olanak verdiği ölçüde, birçok kolaylık geliştirilebilir Bunun temel nedenlerinden birisi, küçük tekne gövdesindeki lokal yüklerin tam olarak ifade edilememesi ve genellikle ortalama bir değerin alınmasıdır Bu yüzden küçük tekne yapılarının ayrıntılı klasik mühendislik analizlerinin doğruluğu kanıtlanabilir ve tekne tasarımında tekne yapı malzemelerinin ortalama yük taşıma değerleri de göz önünde bulundurulur Bu değerler amprik deneyler sonucu elde edilir
Bu prosesteki en büyük tehlike tabi ki; tasarımda yapılabilecek olan yapı elemanları yük hatalarıdır Böyle bir hata örneği oluştuğunda tekne üreticileri ek yapı malzemeleri kullanırlar Günümüzde FRP küçük tekneler optimum dayanım ve minimum tutar ile üretilmektedir
Bu konu altında FRP malzemelerin eşsiz özelliklerine ve uygulaması oldukça kolay olan dizayn metotlarına bakacağız
*
41 DÜZENLENMİŞ GÖVDE İÇERİKLERİ
*
Amerika’da, İngiltere’de, Fransa’da ,Norveç’te ve Almanya’da FRP tekne yapımı ile ilgili kurallar yayınlanmaktadır Bu referanslar ile ilgili kaynaklar referanslar kısmında yer almaktadır Bu kurallar ; boyutlandırma, malzeme seçimi, yapım teknikleri ve kalite kontrolü ile ilgili bilgileri içermektedir
*
4-2 FRP LAMİNAT ÖZELLİKLERİ
*
Daha önce de belirtildiği üzere fiberglas laminatların çeliklerde dahi olmayan bazı eşsiz özellikleri vardır Bunlar aşağıda anlatılmaktadır:
*
İstenilen özelliklere uygunluk: FRP laminatlar dokuma veya fabrika tipi olarak üretilirler Laminatı oluşturan bir demet içindeki liflerin yönü ve miktarı laminattan istenilen özelliğe göre ayarlanır FRP ‘nin en büyük özelliği fiber liflerin yönlerine göre istenilen dayanımda malzeme üretilebilmesidir
Fitil dokuma gibi dengelenmiş fabrikasyon güçlendiricide genellikle ;dokuma yönünde olmayan dayanım ana demetlerin dayanımından %20 daha azdır Fakat ’de çapraz olarak dokunmuş örneğine göre laminat dayanımı azalmış olur
Fitil dokumanın veya kumaşın aksine matris laminatlar aslında izotropiktir, çünkü üretim esnasında fiber lifler rast gele koyulur Matris ve fitil dokuma kompozit malzemeleri kullanımda dayanım kaybı gösterirler, fakat bu kayıplar fitil dokuma laminatlarda göz önüne alınmaz
Çok yönlü laminatlar bütün liflere yük binecek şekilde kullanıldığında çok dayanıklıdırlar Lif önünde kullanılmaz ise liflere yük binmeyeceğinden dayanımı oldukça azdır Tekne yapımının genel kullanımında bütün panellerdeki yükler aynı yönlü olmadığından tolere edilemez Bu yüzden genellikle çok yönlü laminatlar ek olarak kullanılır
Akmazlık: Fiberglas laminatların akma noktası yoktur Fakat deformasyon oluşmadan önce esnek olarak tepki gösterir Bu yüzden gerilme – çekme eğrisi neredeyse düz bir çizgi gibidir Güvenlik için bu çizgi göz önünde bulundurulur
*
Cam bileşiklerin ve yönün etkisi: FRP laminatların gerçekte dayanımı tamamen cam bileşenlere dayanır Camların yönü yük dayanımını etkileyen en büyük faktördür Fitil dokuma gibi dengelenmiş güçlendiriciler çok yönlü uygulamalara göre lif demetleri yönünde daha az dayanım ve sertlik gösterir Çünkü fitil dokumada liflerin bir kısmına hiç yük binmez ve tamamen etkisiz durumdadır
*
Özelliklerde çeşitlilik: Laminatların fiziksel özellikleri bir çok değişkene bağlıdır Bu yüzden kalite kontrolü çelik veya alüminyum malzemelere göre oldukça zordur Metal malzemelerde fiziksel özellikler çok yakın değerlerde tahmin edilebilir
Yapı özelliğinin çok çeşitli olmasına işçilik hatalarından lif kalınlığına, kullanılan reçine oranından kuruma sıcaklığına kadar bir çok faktör etki eder
Aynı tür malzemelerdeki standartsızlık , gelişmiş üretim teknikleri kullanılarak azaltılabilir Mekanik uygulamalar ve vakum enjeksiyon tekniği ile fiberglas lifler istenilen formda şekillendirilebilir, pürüzsüz bir yüzey sağlanabilir Bu sayede laminasyon özelliklerinde bir artış sağlanmış olur
BÖLÜM 4 FİBERGLAS İLE TASARIM
*
Gerilmede farklılık ve sıkıştırma özellikleri: Laminasyonun dayanıklılığı ve sertliği yük etkisinde kaldığından ve sıkıştırıldığından farklılık gösterir Bunun sebebi malzemenin mikro yapısı ve reçine-cam arasındaki ara yüzden kaynaklanır
*
43 LAMİNASYON ÖZELLİKLERİ VE İŞÇİLİK
*
Matrisin fiziksel dizayn özellikleri polyester veya vinil ester reçine kullanılarak el yapımı olarak üretilen fitil dokuma ve matris fitil dokuma kompozit laminatlar şekil 41-49 ve Tablo 1-2‘de gösterilmiştir Bu grafiklerde gösterilen gerilme ve sertlik değerleri laminatların ıslak durumlarından elde edilen değerlerdir Grafiklerdeki bu değerler laminatlar uzun süre su içinde kaldığı zaman kaybettikleri özellikleri simule ederler Laminatın kuru olması durumunda dayanım ve sertlik özelliklerinin ıslak durumdakine göre %10 daha fazla olması beklenir Fakat genelde dizaynda ıslak data değerleri gözönünde bulundurulur
FRP laminatların ıslak dayanımı genellikle ; test numunelerinin 2 saatlik periyotlar boyunca numunenin tamamı ıslanacak şekilde kaynatılmasından sonra elde edilir Numunenin kesim kenarlarının da kaynayan su içinde ıslanmasına dikkat edilir teknelerdeki panellerde de ;ıslandığından dolayı ıslak durumda elde edilen datalar göz önünde bulundurulur
Özellikler // ve / yönlerinde göz önünde bulundurulur Çünkü matris laminat izotropiktir ve /,/ ,/ özellikleri özdeştir
Şekil 11-34’teki laminat özelliklerinin datası birleşmiş milletler denizcilik, birleşmiş milletler sahil güvenlik ve bir çok tekne üreticisinin verilerinden elde edilmiştir
Grafikler matrisin basit mühendislik özelliklerini gösterir, matris fitil dokuma kompozit malzeme ve fitil dokuma laminatlar cam bileşiklerin bir fonksiyonudur Bu grafiklerin hazırlanmasında malzemenin işlenmemiş durumunun verileri kullanılıştır 3 tip laminattan elde edilen veriler cam içeriğe göre belirli bir formdadır Ayrıca matris fitil dokuma bandın alt ve üst bitiş kısımları ; matrisin bitiş kısımları ve fitil dokuma bantları , tek
ve sürekli bir bant formuna sokmak için kaplar Bu yüzden tek ve sürekli bant; her özellik için ,üç tip laminatta cam bileşenlerin limitleri ile gösterilebilir
Her laminat tipi için özellikler trapezoid şeklinde gösterilmiştir Bu format , genel kullanım için bütün ortalama değerleri sunar Ayrıca cam bileşenine dayalı olan laminat cam bileşeni plan özelliklerinin temel parametresidir ve cam bileşeni dataları ortalama değerlerden elde edilebilir
Bu grafiklerde özellik bantlarının alt ve üst limitlerinin altına düştüğü için geniş limit aralıkları seçilmez Fakat ,bant genişlikleri tipik fiberglas yapıların uygun spektrum dizaynının temsili olarak kabul edilir Verilen yapı içinde lokal alanlar bu bandın altında veya üstünde özellik gösterebilir Fakat lokal yerlerin düşük değerleri için uygun güvenlik değerleri göz önünde bulundurulur Aynı zamanda benzer tekne yapısı üzerindeki yükler çok iyi dağıtılır
Laminatın dayanımı fiberglas bileşene bağlıdır ve reçine–cam oranı birim dayanımını direk etkiler ama tekne yapısının bütününde çok büyük bir etkisi yoktur Örneğin ; mekanik özellikler genellikle cam bileşenin azalmasıyla azalır, katman kalınlığı artar Başka bir açıdan bakılırsa yüksek cam bileşenli laminat , eğme momenti veya eksenel yük ile zorlanan az cam içerikli laminattan daha incedir