Uzun ömürlü ve yüksek verimli rüzgâr türbin kanatları için yapısal sağlık görüntüleme entegrasyonuna uygun kendi kendini onarabilen, akıllı, sürekli elyaf takviyeli kompozit ve sandviç yapılar geliştirilmesi
Development of self-healing, smart, continuous fiber reinforced composite and sandwich structures suitable for structural health monitoring integration for long-lasting and high-efficiency wind turbine blades
- Tez No: 861053
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT YAZICI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Enerji, Mechanical Engineering, Automotive Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Kendi Kendini Onaran Malzemeler, Fiber Nano Kanal, Karbon Fiber Tozu, Siyanoakrilat, Polietersülfon, Rüzgâr Türbin Kanatları, Sandviç, Kompozit, Karasal Rüzgâr Türbini, Denizüstü Rüzgâr Türbini, FBG sensör, DIC, X-Işını, Tomografi, Metroloji, Self-Healing Materials, Hollow Fiber, Carbon Fiber Powder, Cyanoacrylate, Polyether sulfone, Wind Turbine Blades, Sandwich, Composite, Onshore Wind Turbine, Offshore Wind Turbine, FBG sensor, DIC, X-Ray, Tomography, Metrology
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Zootekni Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, insan damar yapısı ve iyileştirme mekanizmasından ilham alınarak rüzgâr türbin kanatlarının kullanım ömrünü artıran kendi kendini onaran yeni bir kompozit sandviç yapı geliştirilmiştir. Sandviç çekirdeğinin her bölgesi çok hafif, nano boyutlu fiber kanallara sahiptir. Sandviç yapının damarları olan bu sürekli kanallar, iyileştirici ajan olarak kullanılan siyanoakrilatın, hasarlı ve mikro çatlaklı bölgelere aktarımını sağlamıştır. Üretimi insan sağlığına uygun polietersülfon hammaddeli nano fiber kanallar, cidarları dıştan içe daralan mikron gözenekli membran yapısına sahiptir. Bu özellik, mikro çatlak bölgelere iyileştirici ajanın iletimini artırmıştır. Kompozit sandviç çekirdeği matrisinde iyileştirici ajan polimerizasyonu için geri dönüştürülmüş karbon fiber lif tozları yeni bir aktivatör olarak kullanılmıştır. Bu damarlı yapı sayesinde iyileştirici ajan hızlıca hasarlı bölgeye nüfuz edip karbon fiber lif tozları ile anlık kürlenmiştir. Bu bağlamda, akut hasar iyileşmesi sayesinde mikro çatlakların yüksek verimli, rekonstrüktif onarımı gerçekleşmiştir. Hasarlı numunelerin otonom onarım verimliliği darbe deneyleri ile değerlendirilmiştir. Çok tekrarlı darbe deneylerinin aritmetik ortalaması alınmış olup hasar yoğunluğuna göre yaklaşık otonom onarım yüzdesi minimum %6,4 maksimum %92 ve iyileşme verimliliği (η) %62-88 arasında hesaplanmıştır. Ayrıca kompozit yapı içerisine eklenen FBG (Fiber Bragg Izgara) sensör ile anlık; gerinim ve termal ölçüm yapılmıştır. Termal görüntüleme ve dijital görüntü korelasyonu (DIC) yöntemleri kullanılmıştır. Tahribatsız muayene yöntemlerinden mikro hassasiyetli lazer tarama ile metrolojik ölçümler ve tomografik görüntüler (3D X-Işını) ile iyileşme yetenekleri incelenmiş olup deniz üstü ve karasal rüzgâr türbin kanatlarında bakım ve onarım maliyetini düşürücü, çevrim yaşamını iyileştirici ve çok tekrarlı hasarları otonom onaran bir çözüm sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, inspired by human vascular structure and healing mechanism, a new self-healing composite sandwich structure has been developed to increase the lifetime of wind turbine blades. Each region of the sandwich core has very lightweight, nano-sized fiber channels. These continuous channels, which are the veins of the sandwich structure, enabled the transfer of cyanoacrylate, which is used as a healing agent, to the damaged and microcracked areas. Polyether sulfone raw material nano-fiber channels, the production of which is suitable for human health, have a micron porous membrane structure with walls narrowing from outside to inside. This features the enhanced delivery of the healing agent to the micro-cracked areas. Recycled carbon fiber powders were used as a new activator for curing agent polymerization in the composite sandwich core matrix. Thanks to this vascular structure, the healing agent rapidly penetrated into the damaged area and cured instantly with carbon fiber powders. In this context, a highly efficient, reconstructive repair of microcracks was achieved through acute damage healing. Impact tests evaluated the autonomous repair efficiency of the damaged samples. The arithmetic mean of the multi-repetitive impact tests was taken and the approximate autonomous repair percentage according to the damage intensity was calculated as minimum 6.4%, maximum 92% and recovery efficiency (η) between 62-88%. In addition, instantaneous strain and thermal measurements were performed with the FBG (Fiber Bragg Gratings) sensor added into the composite structure. Thermal imaging and digital image correlation (DIC) methods were used. Non-destructive testing methods, metrological measurements with micro precision laser scanning and tomographic images (3D X-Ray) and healing capabilities have been examined, and a solution that reduces maintenance and repair costs, improves cycle life and autonomously repairs multi-repetitive damages in offshore and onshore wind turbine blades have been presented.
Benzer Tezler
- Devrelerin büyük işaret cevaplarının bilgisayar yardımıyla bulunması
Başlık çevirisi yok
NÜKHET GÜNEYİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU
- Buğdayda farklı melezleme teknikleri kullanarak tohum tutma oranının saptanılması
Başlık çevirisi yok
İSMAİL TÜZÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
ZiraatUludağ ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİS RUHİ EKİNGEN
- Antakya tarihi ticaret merkezi mekansal yapı değişim ve gelişim sürecinin kent ticaret merkezi planlamasına etkinliği
The Effectiveness of spatial structural chance and development period of the historical trade center of Antakya in the urban trade planning
NEVİN TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN UYDAŞ
- Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları
Başlık çevirisi yok
ATBİMOĞLU ADALET
- Kam yapma aparatı
Cam milling attachment
ORHAN UZUN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FEVZİ ERCAN