Kayma altında katılaşan sıvı esaslı poliüretan köpük dolgulu sandviç boruların üretilebilirliği ve mekanik karakterizasyonu
Manufacturability and mechanical characterization of shear thickening fluid-based polyurethane foam filled sandwich pipes
- Tez No: 1013006
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER SİNAN ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mevcut çalışmada Kayma Altında Katılaşan Sıvı (KAKS) ilavesinin Poliüretan (PU) köpük ve PU köpük dolgulu sandviç boruların mekanik ve dinamik karakteristiği üzerine etkilerinin deneysel ve numerik olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda ilk olarak ağırlıkça %20 silika (SiO2) nanopartiküller Polietilen Glikol (PEG) taşıyıcı sıvı bünyesine entegre edilerek KAKS sentezi gerçekleştirilmiş ve sonrasında ilgili kolloidal sıvının reolojik karakteristiği belirlenmiştir. Sentezi gerçekleştirilen KAKS malzeme %0.75, %1.5, %3 ve %6 oranlarında PU köpük hücrelerine entegre edilmiş ve sonrasında köpük numunelerin kuazi-statik basma, dinamik basma ve düşük hızlı darbe cevapları deneysel olarak belirlenmiştir. Ayrıca çeşitli oranlarda KAKS içeren PU köpük dolgulu sandviç boruların üretimi gerçekleştirilmiş ve ilgili numuneler kuazi-statik basma ile düşük hızlı darbe yüklemelerine maruz bırakılarak yapısal cevapları deneysel olarak elde edilmiştir. Deneysel çalışmaların haricinde sandviç boruların kuazi-statik ve düşük hızlı darbe cevapları ANSYS paket programı vasıtasıyla numerik olarak belirlenmiş ve deneysel cevaplarla karşılaştırmalı bir şekilde sunulmuştur. Çalışma sonucunda KAKS ilavesinin PU köpük ve PU köpük dolgulu sandviç boruların mekanik ve dinamik karakteristiğini belirli bir karışım oranına kadar iyileştirdiği, yüksek oranlarda KAKS ilavesinin ise yapısal cevaplarda kademeli bozulmaya neden olduğu gözlemlenmiştir. Deneysel ve numerik çalışmalardan ağırlıkça %0.75 ve %1.5 KAKS ilavesinin optimum karışım oranı olduğu ve %075 KAKS ilavesi ile PU köpüklerin elastisite modülü, tepe kuvvet ve eğilme rijitliği cevaplarında kontrol numunelerine kıyasla sırasıyla %25.8, %16.7 ve %21.5 artış meydana geldiği tespit edilmiştir. %6 KAKS ilavesinin ise hücresel morfolojide meydana gelen bozulmalar kaynaklı sandviç boruların deneysel ve numerik cevaplarında gerilemeye neden olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In the current study, the effects of STF (Shear Thickening Fluid) incorporation on the mechanical and dynamic characteristics of PU foam and PU foam-filled sandwich pipes were experimentally and numerically investigated. In this context, STF was first synthesized by integrating wt. 20 % silica (SiO₂) nanoparticles into a PEG carrier fluid, and then the rheological characteristics of the resulting colloidal suspension were determined. Subsequently, the STF was incorporated into the PU foam cells at weight fractions of 0.75%, 1.5%, 3%, and 6%, and the foam specimens' quasi-static compression, dynamic compression, and low-velocity impact responses were experimentally evaluated. Furthermore, PU foam-filled sandwich pipes containing various proportions of STF were fabricated, and the structural responses of the specimens were experimentally determined by subjecting them to quasi-static compression and low-velocity impact loadings. Alongside the experimental studies, the ANSYS software program was utilized to numerically evaluate quasi-static and low-velocity impact responses of the sandwich pipes, which were then compared to the experimental findings. The study indicated that incorporating STF improved the mechanical and dynamic characteristics of PU foam and PU foam-filled sandwich pipes up to a certain percentage, whereas higher STF contents led to a gradual deterioration in structural responses. Based on both experimental and numerical findings, 0.75% and 1.5% STF incorporation were identified as the optimum percentages, with 0.75% STF incorporation resulting in enhancements of 25.8%, 16.7%, and 21.5% in the elastic modulus, peak force, and bending stiffness of PU foams, respectively, relative to the control specimens. In contrast, wt. 6% STF inclusion resulted in a decline in the experimental and numerical responses due to deterioration in the cellular morphology.
Benzer Tezler
- Fabrication and investigation of carbon nanotube reinforced aluminum matrix composite material
Karbon nanotüp takviyeli alüminyum matrisli kompozit malzeme üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
BEDRİ ONUR KÜÇÜKYILDIRIM
Doktora
İngilizce
2012
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER
- Development of heat resistant compound chocolate
Isıya dayanıklı kokolin geliştirilmesi
EVİNDAR DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FATMA EBRU FIRATLIGİL DURMUŞ
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Kayma altında katılaşan sıvı takviyeli zırh kumaşının seramik toz katkıları ile özelliklerinin geliştirilmesi
Development of shear thickening fluid reinforced armor fabrics with ceramic particle additives
SELİM GÜRGEN
Doktora
Türkçe
2017
Savunma ve Savunma TeknolojileriEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH CEMAL KUŞHAN
- Kayma altında katılaşan sıvı takviyeli poliüretan dolgulu sandviç kompozit geliştirilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Development of shear thickening fluid reinforced polyurethane filled sandwich composite and investigation of its mechanical properties
BETÜL SÖZEN COŞKUN
Doktora
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SİNAN ŞAHİN