Polimer matrisli kompozit borularda sarım açısı ve hibridizasyonun mekanik özelliklere etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effect of winding angle and hybridisation on mechanical properties of polymer matrix composite pipes
- Tez No: 959002
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLTEKİN BASMACI, PROF. DR. LOKMAN GEMİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, farklı sarım açılarına ve elyaf türlerine sahip kompozit boru malzemelerinin üretimi, mekanik performanslarının değerlendirilmesi ve hasar analizlerinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, filament sarım yöntemiyle ±25°, ±35° ve ±45° sarım açılarına sahip cam, karbon ve hibrid elyaf takviyeli kompozit borular, 36 mm iç çapta ve altı katmanlı olacak şekilde üretilmiştir. Elyaf hacim oranları (Vf), ASTM D2584 standardına uygun olarak gerçekleştirilen yakma testleriyle belirlenmiştir. Kompozit boruların mekanik davranışlarını incelemek amacıyla, ASTM D2290 standardına göre halka çekme testi, ASTM D2412 standardına göre radyal basma testi ve ASTM D5448 standardı çerçevesinde burulma testleri uygulanmıştır. Halka çekme testlerinde her konfigürasyon için üçer tekrar gerçekleştirilmiş, elde edilen kuvvet-uzama ve gerilme-birim şekil değiştirme eğrileri doğrultusunda analizler yapılmıştır. Test sonrası hasar görmüş numuneler, makro ölçekte yüksek çözünürlüklü görüntülerle; mikro ölçekte ise stereo mikroskop ile incelenmiştir. Radyal basma testlerinde, boruların iç çapının %70'ine kadar yükleme uygulanarak kuvvet-uzunluk davranışları değerlendirilmiştir. Burulma testleri için 500 mm uzunluğundaki numuneler adhesiv yapıştırma yöntemiyle hazırlanmış, ilgili laboratuvar ortamında testler gerçekleştirilmiş ve tork-burulma açısı ile gerilme-birim şekil değiştirme verileri analiz edilmiştir. Hasar analizleri, makro gözlemlerin yanı sıra taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak detaylandırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, ±45° sarım açısına sahip hibrid elyaf takviyeli kompozit boruların taşıma kapasitesi, enerji sönümleme yeteneği ve hasar yönetimi bakımından en yüksek performansı sergilediği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, it is aimed to produce composite pipe materials with different winding angles and fibre types, to evaluate their mechanical performances and to perform damage analyses. In this context, glass, carbon and hybrid fibre reinforced composite pipes with ±25°, ±35° and ±45° winding angles were produced by filament winding method with 36 mm inner diameter and six layers. Fibre volume fractions (Vf) were determined by burning tests in accordance with ASTM D2584 standard. In order to investigate the mechanical behaviour of the composite pipes, ring tensile test according to ASTM D2290 standard, radial compression test according to ASTM D2412 standard and torsion tests according to ASTM D5448 standard were applied. Three repetitions were performed for each configuration in ring tensile tests, and analyses were made in accordance with the force-strain and stress-strain curves obtained. After the tests, the damaged specimens were analysed with high resolution images at macro scale and stereo microscope at micro scale. In radial compression tests, force-length behaviour was evaluated by applying loading up to 70% of the inner diameter of the pipes. For torsion tests, 500 mm long specimens were prepared by adhesive bonding method, tests were carried out in the relevant laboratory environment and torque-torsion angle and stress-strain data were analysed. Damage analyses were detailed using scanning electron microscopy (SEM) as well as macro observations. According to the results obtained, hybrid fibre reinforced composite pipes with ±45° winding angle were found to exhibit the highest performance in terms of bearing capacity, energy absorption capability and damage management.
Benzer Tezler
- Farklı fiber yönlerinde üretilen epoksi polimer matrisli karbon elyaf takviyeli kompozit borularda işlenebilirliğin araştırılması
Investigation of machinability in carbon fiber reinforced composite pipes with epoxy polymer matrix produced in different fiber directions
MERVE ARICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiDüzce Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERT KILINÇEL
DOÇ. DR. ŞENOL ŞİRİN
- Farklı uç geometrilerine sahip vurucuların hibrid kompozitlerin düşük hızlı darbe davranışına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of strikers with different tip geometry on the low-velocity impact behavior of hybrid composites
EDA KEPİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Teknik EğitimMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEMDUH KARA
- Investigation of CNT smart paint for structural health monitoring in advanced and nano-enhanced carbon fiber composites
Gelişmiş ve nano takviyeli kompozit malzemeler için karbon nanotüp içerikli akıllı boyanın yapısal sağlık izleme için geliştirilmesi
YAĞMUR ATEŞCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. HÜLYA CEBECİ
- Helisel sarımlı termoplastik kompozitlerin sarım özelliklerinin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Analysis of effects of winding angle on mechanical properties of fiber wounded reinforced thermoplastic composites
LEVENT DERE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMİH SEZER
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU