Manufacturing, mechanical behavior and failure analysis of ultrasonic welded carbon fiber reinforced thermoplastic composites
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 648575
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜNEY GÜVEN YAPICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Polimer kompozitler, Ultrasonik kaynağı, Polymer composites, Ultrasonic welding
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek performans termoplastik kompozitlerin (TK) kullanım ihtiyacı, mükemmel mekanik özellikleri nedeniyle son yıllarda artmıştır. TK mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi gelecekteki mühendislik uygulamaları için umut verici olsa da, üretim teknolojisindeki sınırlamalar nedeniyle uygun imalat ve birleştirme tekniklerinin belirlenmesine büyük önem verilmelidir. Öte yandan, literatürde çeşitli kısa karbon elyaf takviyeli TK mekanik özelliklerinin incelenmesi ile ilgili bir çok araştırma olmasına rağmen, sıkıştırma kalıplama (SK) ve ultrasonik kaynak (UK) yöntemlerinin proses parametrelerinin malzemenin mekanik performansı üzerindeki etkileri hakkında bilgi eksikliği, bu tezin motivasyonu olmuştur. Buna göre, bu tez, SK ve UK işlem parametrelerinin kısa karbon elyaf takviyeli ABS kompozit malzemesinin farklı yük tipleri altında mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerindeki etkilerini değerlendiren iki aşamalı deneysel bir yaklaşım içermektedir. Mekanik testlere göre, kalıplanmış numunelerin çekme yönündeki tepkisi büyük ölçüde karbon elyaf içeriğine ve kalıplama sıcaklığına bağlıdır, darbe dayanım özelliği daha çok kalıplama basıncından etkilenmiştir. İlk aşamadan elde edilen girdi ile kalıplanmış numuneler kayma kuvveti altında kesme mukavemetini ortaya çıkarmak için üst üste bindirilerek ultrasonik kaynaklanmıştır. Deneyler sonucunda en yüksek 7.67MPa kesme mukavemet değerine ulaşılmıştır, ayrıca kaynak basıncı ile zamanının bu değeri etkileyen en önemli parametreler olduğu görülmüştür. Ek olarak, yüksek seviyelerdeki kaynak enerjisi kompozitte yapısal bozulmaya yol açtığı düşünülmektedir. Kalıplanmış ve kaynaklanmış numunelerin mekanik tepkisi, fiber-matris arayüzü dikkate alınarak kopmuş yüzeylerin analizi ışığında tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
The requirement for utilizing high-performance thermoplastic composites (TPC) has risen in the last years due to their excellent mechanical properties. Although improving mechanical characteristics of TPC is a promising development for future engineering applications, great attention has to be given on determining appropriate fabrication and joining techniques due to limitations in manufacturing technology. On the other hand, despite several research works have been conducted investigating the mechanical properties of various short carbon fiber reinforced (SCFR) TPC, the lack of knowledge about the effects of processing parameters of compression molding (CM) and ultrasonic welding (USW) on the mechanical performance of TPC was the motivation of this thesis. Accordingly, this thesis comprises a two-stage experimental approach evaluating the influences of process parameters of CM and USW on the mechanical and microstructural properties of SCFR-ABS composite under different types of loadings. According to the mechanical tests, the tensile response of molded samples was found to be highly dependent on carbon fiber content and molding temperature, whereas impact properties were mostly affected by molding pressure. With input from the first stage, molded samples were ultrasonically welded in lap configuration to reveal the joint strength under shear. Up to 7.67 MPa lap shear strength (LSS) is achieved by experiments where welding pressure and duration were seen to have the most significance. On the other hand, energy dissipation during welding was also considered as high levels resulted in structural degradation. The mechanical responses of molded and welded samples were discussed in light of detailed fracture analysis considering the fiber-matrix interface.
Benzer Tezler
- Geleneksel ve alternatif malzemeli denizel kompozitlerin üretim parametreleri ve mekanik özelliklerine etkilerinin araştırılması
Manufacturing parameters of marine composites made of conventional and alternative materials and their effects on the mechanical properties
FATİH BALIKOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURETTİN ARSLAN
- Karbon kompozitlerin cıvatalı ve yapıştırmalı bağlantılarında hasar analizi
Failure analysis of bolted and bonded carbon composite joints
AHMET FARUK KURAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. LEVENT KIRKAYAK
- Karbon fiber kompozit çekirdekli sandviç levhaların imalatı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Manufacturing and investigation of mechanical properties of sandwich composite having carbon fiber core
BURAK KIYAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METE ONUR KAMAN
- Progresif kalıpla derin çekme süreçlerinin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi ve optimizasyonu
Finite element analysis and optimization of deep drawing processes using progressive die
UFUK DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
- Mechanical properties analysis of AdBlue tank material
AdBlue tank malzemesinin mekanik özelliklerinin incelenmesi
MUSTAFA ATAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT EREKE