A numerical study on the thermal expansion coefficients of fiber reinforced composite materials
Lif katkılı kompozit malzemelerin ısıl genleşme kat sayıları üzerine sayısal bir çalışma
- Tez No: 202598
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. DİLEK KUMLUTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Bu çalışmada, farklı türde lif ve matris malzemelerden oluşan kompozit malzemelerin ısıl genleşme katsayıları önce mevcut analitik yöntemlerle belirlenmiş, daha sonra kompozit malzemelerin mikro yapıları temsili birim hücreler şeklinde modellenerek sonlu elemanlar yöntemiyle çözüm yapan ANSYS programı kullanılarak analizler yapılmıştır. Malzemelerin enine ve boyuna ısıl enleşme katsayılarını belirleyebilmek için birim kenarlı bir küp içine yerleştirilmiş bir silindir şeklinde üç boyutlu mikro yapı modelleri oluşturulmuştur. Liflerin matris malzeme içinde karesel düzende dağıldığı varsayılmıştır.Lif doğrultusu, miktarı ve türünün malzemenin ısıl genleşme katsayısı üzerindeki etkilerini incelemek ve analitik yöntemlerle sonlu elemanlar yöntemini karşılaştırmak için tüm kompozit malzemelerin %10'luk aralıklarla %10 - %80 aralığında hacimsel lif oranına sahip modelleri oluşturulmuştur. Bununla birlikte elde edilen sonuçları mevcut deney sonuçlarıyla karşılaştırmak için 40%, 47%, 48%, 54%, 57%, 63%, 65% ve 68% hacimsel oranlarında lif içeren modeller oluşturulmuştur.Sonlu elemanlar yönteminin Rosen-Hashin yöntemiyle iyi uyum gösterdiği diğer analitik yöntemlerle de uyumlu olduğu görülmüştür. Deney sonuçları ile en iyi uyumu sonlu elemanlar yöntemi göstermiştir. Diğer analitik yöntemler ise bazı malzemeler için iyi sonuçlar verirken bazılarında deney sonuçlarına göre yüksek sapma göstermişlerdir. Kompozit malzemenin ısıl genleşme katsayısını belirlemek için sonlu elemanlar yönteminin güvenilir bir yol olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In the present work, the effective CTE of different kinds of fiber reinforced composites is studied by micromechanical modeling using finite element method. To determine the both longitudinal and transverse CTEs of composites, three dimensional steady state analyses were undertaken. Representative unit cell models, cylinder which is embedded in a cube with unit dimension, having different fiber volume fractions were produced using finite element program ANSYS. Fibers are assumed to have a square packing arrangement. To compare the results of finite element solutions for different types of composites with the results of the analytical methods and to determine the expansion behavior of different material systems with respect to fiber content, models having fiber volume fractions from 10% to 80% with increments of 10% have been composed. Furthermore, comparison between finite element solutions and experimental results have been made upon the models having 40%, 47%, 48%, 54%, 57%, 63%, 65%, and 68% fiber volume fractions.Present numerical finite element solution by ANSYS is in excellent agreement with the analytical solution by Rosen and Hashin and in sufficient agreement with other analytical solutions. The comparisons of these model predictions with experimental data show that for some material the agreement is very good, but for others there is some discrepancy between the experimental results and model predictions. The reason may be that the fiber-matrix interface bond which was assumed to be perfect was not really so in the experimental materials. The interface may either contain interfacial cracks or it might have elastic properties different from those of matrix and fiber.
Benzer Tezler
- Design, methodology development and production of composite cryogenic liquid oxygen tank for space applications
Uzay uygulamalarına yönelik kompozit kriyojenik sıvı oksijen tank tasarımı, metodoloji geliştirilmesi ve üretimi
RECEP UFUK
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL MURAT EREKE
DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF KARABEYOĞLU
- Önden yüklemeli bir çamaşır makinesinin dinamik olarak modellenmesi
Dynamic model of a fronty loading washing machine
MEHMET ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
- Numerical analysis of additive manufacturing of maraging steel
Yüksek dayanımlı çeliğin 3 boyutlu yazıcı ile imalatının sayısal analizi
MOBIN MAJEED
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT VURAL
- Sıcaklık genleşmesi farklı iki malzemeden yapılmış levhalarda termal gerilmelerin analizi
A thermal stress analysis on plates produced by two materials with different thermal expansions
TUĞBA BAYTAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN BULUT
- Numerical study of Rayleigh Benard thermal convection via solenoidal bases
Solenoidal bazlarla Rayleigh Benard ısı konveksiyonu üzerine sayısal çalışma
CİHAN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2011
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN I. TARMAN