Havacılık uygulamalarında kullanılan hibrid kompozitlerin üretilmesi ve mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of the production and mechanical behavior ofhybrid composites used in aeronautical applications
- Tez No: 1013125
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİL İBRAHİM KURT, DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN ERGÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Samsun Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Havacılık yapılarında kullanılan kompozit malzemelerin hafiflik, yüksek dayanım ve hasar toleransı gibi özellikleri ön plandadır. Bu çalışmada, karbon nanofiber, S-cam fiber, karbon nanotüp ve 5754 serisi alüminyum alaşımı farklı oranlarda ve farklı katman dizilimleriyle hibrid kompozit yapılar elde edilmiştir. Kompozitlerin üretiminde epoksi reçinesi sertleştirici, polietilen glikol (PEG), kolloidal silika ve kesme ile koyulaşan akışkan (STF) katkıları kullanılmıştır. Alüminyum plakalar lazer ile 150 mm x 150 mm ölçülerinde kesilmiş, yüzeyleri zımpara ile zımparalanmıştır ve fırçalar yardımıyla temizlenmiştir. Hazırlanan karışımlar; STF ve etil alkol karışımı 3/2 oranında 500 rpm'de 1 saat boyunca oda sıcaklığında , PEG ve kolloidal silika 2/1 oranındaki karışım 2 saat boyunca oda sıcaklığında 200 rpm'de, epoksi sertleştirici 100 rpm'de 1-2 dk boyunca mekanik karıştırıcı ile karıştırılmıştır, hazırlanan karışımlarla karbon fiber, S-cam fiber takviyeli kumaşlar fırça destekli yöntemle ıslatılmıştır. Tabakalar, belirlenen katman dizilimine uygun olarak üst üste yerleştirilmiş ve hibrid yapı oluşturulmuştur ve su jeti ile kesilerek deney boyutlarına getirilmiştir. Üretilen hibrid kompozitlerin mekanik davranışlarını belirlemek amacıyla çekme, eğme ve darbe deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar, nano katkı ve metal destekli hibrid kompozit yapıların geleneksel kompozitlere kıyasla daha dengeli bir mekanik performans sunduğunu göstermektedir. Karbon nanotüp katkısı, epoksi matris içerisinde çatlak ilerlemesini sınırlandırarak tabakalar arası yük aktarımını iyileştirmiş ve hasar gelişimini daha kontrollü hâle getirmiştir. S-cam fiberlerin sağladığı yüksek enerji absorpsiyon kapasitesi ile karbon fiberlerin yüksek rijitliği bir arada değerlendirildiğinde, hibrid yapıların darbe dayanımı ve hasar toleransının arttığı görülmüştür. Ayrıca alüminyum alaşımı ile desteklenen yapılar, sünek davranışı artırarak ani kırılma eğilimini azaltmış ve yapısal bütünlüğün korunmasına katkı sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Composite materials used in aerospace structures are characterized by low weight, high strength, and enhanced damage tolerance. In this study, hybrid composite structures were fabricated by combining carbon nanofibers, S-glass fibers, carbon nanotubes, and AA5754 aluminum alloy in different ratios and stacking sequences. Epoxy resin systems incorporating a hardener, polyethylene glycol (PEG), colloidal silica, and shear thickening fluid (STF) additives were used in the fabrication of the composites. AA5754 aluminum alloy plates were laser-cut to dimensions of 150 mm × 150 mm, surface-roughened by sanding, and cleaned to improve interfacial adhesion. The STF–ethyl alcohol mixture was prepared at a 3:2 ratio and stirred at 500 rpm for 1 hour, while the PEG–colloidal silica mixture was prepared at a 2:1 ratio and stirred at 200 rpm for 2 hours, both at room temperature. The epoxy resin and hardener were mixed mechanically at 100 rpm for 1–2 minutes. Using the prepared mixtures, carbon fiber- and S-glass fiber-reinforced fabrics were impregnated by a brush-assisted method. The layers were stacked according to the predetermined stacking sequences to form hybrid composite laminates, which were subsequently cut to standard specimen dimensions using a water jet cutting method.The mechanical behavior of the fabricated hybrid composites was evaluated through tensile, flexural, and impact tests. The results indicated that nano-reinforced and metal-supported hybrid composites exhibit a more balanced mechanical performance compared to conventional composites. The incorporation of carbon nanotubes improved interlaminar load transfer and contributed to more controlled damage development. The combined use of S-glass fibers and carbon fibers enhanced impact resistance and damage tolerance, while aluminum alloy-supported configurations increased ductility and reduced sudden fracture tendencies, contributing to improved structural integrity.
Benzer Tezler
- Development of sustainable nanocomposites withcarbon-based hybrid nano-additives
Karbon tabanlı hibrit nano-katkılarla sürdürülebilirnanokompozitlerin geliştirilmesi
SENA ÇAYLAK
Doktora
İngilizce
2025
İstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Hızlı katılaşma ile yüksek mukavemetli malzemelerin üretilmesi ve kurşun-asit akümalatörlerine uygulanması
Başlık çevirisi yok
ÜMİT AKÇAL
