Simulation of thermoplastic composite plate by induction heating
İndüksiyonla ısıtma yöntemiyle termoplastik kompozit plaka simülasyonu
- Tez No: 1000673
- Danışmanlar: PROF. DR. FAHRETTİN ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Havacılık endüstrisinde ağırlık, yakıt sarfiyatını doğrudan etkileyen önemli bir kavram olarak değerlendirilmektedir. Yakıt sarfiyatını düşürmek amacıyla ağırlık azaltımı için düşük ağırlık ve yüksek mukavemet özellikleri sunan termoset matrisli kompozit malzemeler ile yapısal parçaların üretimi gerçekleştirilmektedir. Termoset malzemelerin geri dönüştürülememe özelliklerinden dolayı günümüzde, geri dönüşümü mümkün olan termoplastik matrisli kompozit malzemelere yönelik çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Ağırlık azaltımına yönelik yapılan çalışmalardan biri de perçin, cıvata vb. mekanik bağlayıcılar konusundadır. Uçaklarda kullanılan mekanik bağlayıcı sayıları göz önüne alındığında, ağırlık açısından hatrı sayılır miktarlara tekabül ettiği görülmektedir. Bu sebeple mekanik bağlayıcılar yerine alternatif birleştirme yöntemleri olan yapıştırma ile birleştirme, kohezyonel bağ ile birleştirme, kaynak ile birleştirme gibi konular üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Kaynak ile birleştirme yöntemi özellikle termoplastik matrisli kompozitlerde kullanılması, ek malzeme gerektirmemesi ve diğer alternatif yöntemlere göre daha yüksek mekanik performans sunması yönleriyle ön plana çıkmaktadır. Kaynak yöntemi ile bir araya getirme işlemlerinde kullanılan farklı kaynak teknikleri bulunmaktadır. Bunlardan bazıları elektron ışığı kaynağı, rezistans kaynağı ve indüksiyon kaynağıdır. Bu kaynak teknikleri arasında bulunan indüksiyon kaynağı; temassız, temiz ve hızlı bir kaynak tekniği olmasıyla ön plana çıkmaktadır. Bu yöntem kullanılarak mekanik bağlayıcılara duyulan ihtiyacın azalacağı, dolayısıyla totalde elde edilen ağırlıkta azalma meydana geleceği açıkça görülmektedir. İndüksiyon kaynağı yöntemiyle yapılan çalışmalarda birbirinden farklı birçok parametre bulunmaktadır. Uygulamanın gerçekleştirildiği coil tipi ve coil tasarım parametreleri önem teşkil etmektedir. Bu çalışmada hem deneysel hem de simülasyon ortamında gerçekleştirilen bir indüksiyon kaynağı işleminin COMSOL Multiphysics simülasyon ortamında doğrulaması yapılıp, daha sonrasında farklı kesit tiplerine sahip farklı coil tiplerinin, aralarına PEEK katkılı ince paslanmaz çelik ağı yerleştirilen iki adet PEEK matrisli kompozit malzemenin ısıtma analizleri gerçekleştirilmiştir. En iyi sonucu veren coil tipi ele alınıp farklı tasarım parametreleri için analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda farklı tasarım parametrelerinin indüksiyon kaynağa olan etkileri irdelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In the aviation industry, weight is considered a key factor that directly affects fuel consumption. To reduce fuel consumption, structural parts are produced using thermoset matrix composite materials, which provide low weight and high strength properties. Since thermoset materials cannot be recycled, studies are now focused on thermoplastic matrix composites, which allow recyclability. Another study on weight reduction concerns mechanical fasteners such as rivets and bolts. Considering the number of fasteners used in aircraft, they represent a significant amount of total weight. Therefore, alternative joining methods such as adhesive bonding, cohesive bonding, and welding are being investigated instead of mechanical fasteners. The welding method stands out especially for thermoplastic matrix composites since it requires no additional material and provides higher mechanical performance than other alternatives. Several welding techniques are used in joining processes, including electron beam welding, resistance welding, and induction welding. Among these, induction welding stands out as a contactless, clean, and fast method. Using this technique reduces the need for mechanical fasteners and thus decreases overall structural weight. In studies conducted using the induction welding method, many different parameters exist. The coil type used in the application and the coil design parameters are significant. In this study, an induction welding process carried out both experimentally and, in the simulation, environment was verified in COMSOL Multiphysics. Subsequently, heating analyses were performed on two PEEK matrix composite materials, between which a thin stainless-steel mesh added with PEEK was placed, using different coil types with various cross-sectional geometries. The coil type that produced the best result was then analyzed for different design parameters. As a result of the study, the effects of these different design parameters on the induction welding process were examined.
Benzer Tezler
- Plastik enjeksiyon kalıplamanın mekanik davranış üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of plastic injection molding on mechanical behavior
OSMAN KAYALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ
- İleri termoplastik matrisli kompozitlerin ısı ile şekillendirilebilirliğinin araştırılması
Investigation of thermoforming of advanced thermoplastic matrix composites
İBRAHİM MURAT ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER
- Karbon elyaf dokuma (5-HS) takviyelı termoplastık (PPS) kompozitte serim açısının balistik davranışa etkisi
The effect of layup angle on ballistic behavior in carbon fiber (5-HS) reinforced thermoplastic (PPS) composites
YAVUZ GENEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAŞAR KAHRAMAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET MUAZ YALÇIN
- Isı ve elektrikle tetiklenebilen şekil hafızalı SEBs-G-MA/ PCL/ grafen polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of thermally and electrically triggered shape memory SEBs-G-MA/ PCL/ graphene polymer composites
SALİH ASKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE TEKAY
- Enstrümantasyon ve hızlı prototipleme uygulamalarında kullanılabilecek düşük maliyetli bir cnc tezgÂhı geliştirilmesi
Development of a cost-efficient cnc system for instrumentation and rapid prototyping applications
AHMET CİHAN AKINCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. UĞUR BAYSAL