Grafen takviyeli hibrit nanokompozit levhaların düşük hızlı darbe dirençlerinin incelenmesi
Investigation of low-velocity impact resistance of graphene reinforced hybrid nanocomposite plates
- Tez No: 958660
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER GÜNÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hasar analizi, Nanokompozitler, Polimer kompozitler, Tabakalı kompozitler, Damage analysis, Nanocomposites, Polymer composites, Laminated composites
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kompozit malzemeler, yüksek özgül dayanım ve sertlik ile korozyon dayanımı gibi üstün mekanik özellikleri sayesinde havacılık, otomotiv ve savunma sanayi gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, düşük hızlı darbe yüklerine karşı hassasiyetleri, bu malzemelerin yapısal uygulamalardaki güvenirliğini sınırlayan önemli bir dezavantajdır. Düşük hızlı darbeler; delaminasyon, matris çatlağı ve elyaf kırılması gibi görünmeyen iç hasarlara yol açabileceği gibi, belirli bir enerji seviyesinin aşılması durumunda penetrasyon ve delinmeye neden olabilmektedir. Bu nedenle, kompozit yapılarda darbe direncinin arttırılması ve penetrasyon-delinme eşiklerinin yükseltilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, 12 tabakalı saf ve grafen nanoplakalar (GNP) takviyeli karbon elyaf takviyeli polimer (KTP), cam elyaf takviyeli polimer (CTP) ve farklı tabaka dizilimlerine sahip hibrit elyaf takviyeli polimer (HTP) kompozit levhaların düşük hızlı darbe altındaki davranışları incelenmiştir. Kompozit levhalar vakum destekli el yatırma yöntemi ile üretilmiş ve 15 J'den başlayarak delinme eşiğine kadar artan enerji seviyelerinde düşük hızlı darbe testlerine tabi tutulmuştur. Penetrasyon ve delinme eşikleri enerji profil yöntemi ile belirlenmiş; hasar mekanizmaları ise aşamalı olarak analiz edilmiştir. Çalışmadan elde edilen bulgular, GNP katkısının, elyaf hibridizasyonunun ve tabaka dizilimlerinin kompozit levhaların penetrasyon-delinme eşikleri ile numunede meydana gelen hasar miktar üzerinde anlamlı bir etkisinin olduğunu göstermiştir. Özellikle GNP katkısı kompozit levhaların penetrasyon ve delinme eşiklerini arttırmış, aynı darbe enerjisi seviyesinde oluşan hasar miktarını azaltmıştır.
Özet (Çeviri)
Composite materials are widely used in many fields such as aerospace, automotive, and defense industries due to their superior mechanical properties, including high specific strength and stiffness as well as corrosion resistance. However, their susceptibility to low-velocity impact loads is a significant disadvantage that limits their reliability in structural applications. Low-velocity impacts can cause invisible internal damages such as delamination, matrix cracking, and fiber breakage, and when a certain energy level is exceeded, they may lead to penetration and perforation. Therefore, improving the impact resistance of composite structures and increasing their penetration and perforation thresholds are of great importance. In this study, the low-velocity impact behavior of 12-layered neat and graphene nanoplatelets (GNP) reinforced carbon fiber reinforced polymer (CFRP), glass fiber reinforced polymer (GFRP), and hybrid fiber reinforced polymer (HFRP) plates with different stacking sequences was investigated. The composite plates were manufactured using the vacuum-assisted hand lay-up method and subjected to low-velocity impact tests starting from 15 J and increasing up to the perforation threshold. The penetration and perforation thresholds were determined using the energy profile method, and the damage mechanisms were analyzed progressively. The results demonstrated that GNP addition, fiber hybridization, and stacking sequences have a significant effect on the penetration and perforation thresholds as well as the amount of damage in the composite plates. In particular, the incorporation of GNP increased the penetration and perforation thresholds and reduced the damage extent at the same impact energy level.
Benzer Tezler
- Investigation of impact behavior of the nano-scaled particle filled hybrid composite plates
Nano katkılı hibrit kompozit plakaların darbe davranışlarının incelenmesi
NURETTİN FURKAN DOĞAN
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ERKLİĞ
- The design and optimization of multiscale hybrid nanocomposite structures for vibration and buckling behavior
Çok ölçekli hibrit nanokompozit yapıların titreşim ve burkulma davranışları için tasarımı ve optimizasyonu
OZAN AYAKDAŞ
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE SEÇİL ARTEM
DOÇ. DR. LEVENT AYDIN
- Nano parçacık katkılı epoksi yapıştırıcı ile birleştirilmiş T bağlantılı kompozit levhalarda enine darbe hasarının incelenmesi
Investigation of trausverse impact damage in T-jointed composite plates bonded with nanoparticle added epoxy adhesive
ZEKİ TÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECATİ ATABERK
- Tabakalı kompozit levhaların balistik performanslarının incelenmesi
Investigation on ballistic performance of layered composite plates
FERHAT ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiDicle ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GURBET ÖRÇEN
- Grafen takviyeli karbon elyaf kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of the mechanical performance of carbonfiber composites reinforced with graphene
SEDAT ENES SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUT ÇALIŞKAN