Mikro ve nano dolgulu epoksi kompozitlerin tribolojik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi ve modellenmesi
Experimental and modeling of the tribological and mechanical behaviour of micro and nano filled epoxy composites
- Tez No: 360550
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH MİMAROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 195
Özet
Bu çalışmanın amacı mikro ve nano dolgulu epoksi esaslı kompozit malzemelerin tribolojik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi ve modellenmesidir. Çalışmada kullanılan malzemeler epoksi matriksi ile mikro ve nano boyuttaki dolgulardan oluşmaktadır. Mikro dolgular Al2O3, TiO2 ve uçucu kül, nano dolgular ise Al2O3, TiO2 ve kilden oluşmaktadır. Mikro dolgular ağırlıkça %10 ile %30 aralığında ve nano dolgular ağırlıkça %2,5 ile %10 aralığında olmaktadır. Bu malzemeler açık kalıplara dökülerek mekanik ve tribolojik çalışmalar için deney standartlarına uygun olarak numuneler hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler mekanik özellikleri incelemek için, çekme, üç nokta eğilme ve sertlik deneylerine tabi tutulmuşlardır. Sonuçta çekme dayanımı, elastiklik modülü, kopma uzama(%), eğilme dayanımı, eğilme modülü, eğilmede kopma uzama (%) elde edilmiştir. Tribolojik davranışları incelemek için pim disk deney düzeneği kullanılarak sürtünme katsayıları ve özgül aşınma oranları elde edilmiştir. Aşınan yüzeylerin optik ve SEM yüzey görüntüleri incelenmiştir. Deneyler oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Tribolojik deneylerde uygulanan yükler 5, 10, 15 N ve uygulanan hızlar 0,4 ve 0,8 m/s 'dir. Buna ilave olarak Archard aşınma teorisi ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak pim disk sistemi modellenerek aşınma miktarları ve pim numunelerinde oluşan gerilmeler elde edilmiştir ve sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar ve sonlu elemanlar sonuçları arasında büyük oranda mutabakat görülmüştür. Birinci bölümde genel kavramlar, sürtünme ve aşınma prensipleri, sonlu elemanlar yönteminin prensipleri ve literatür incelemelerine yer verilmiştir. İkinci bölümde deneysel çalışmalar olmak üzere mekanik deneyler ve aşınma deneylerine yer verilmiştir. Üçüncü bölümde pim disk aşınma deney düzeneği sonlu elemanlar yöntemine göre modellenerek sistemin sayısal çözümlemesi yapılmıştır. Dördüncü bölümde deneysel çalışma sonuçlarının ve sonlu elemanlar yönteminin değerlendirilmesi yapılmıştır ve deneysel ve analiz sonuçlarının karşılaştırılması yapılmıştır. Beşinci bölümde genel sonuçlara ve önerilere yer verilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this investigation: the tribological and mechanical performances of micro and nano filled epoxy composites were experimentally and theoretically studied and evaluated. The matrix material is epoxy. Micro filler are Al2O3, TiO2 and fly ash added in 10-30% by weight ratio. The nano filler are Al2O3, TiO2 and clay added in 2,5-10% by weight ratio. Test samples were prepared using an open mould type die. Tensile, three point bending and hardness tests were carried out. The tensile strength elastic modulus, elongation at break flexural strength, flexural modulus and flexural strain of the composite materials were obtained. Wear tests were carried out pin-on-disc arrangement. Tests were carried out at atmospheric condition, sliding speed of 0.4, 0.8 m/s and 5, 10, 15N load values. The friction coefficient, specific wear rate were obtained and evaluated. Furthermore the worn surfaces of pin and disc were analyzed using optical and SEM techniques. In the finite element technique, wear heights and stresses were obtained and correlated with the experimentally determined values. The results show the enhancement in tribological and mechanical properties using filler in the epoxy composite materials. This thesis consists of five chapters: Chapter one consists of general concepts, principles of friction and wear, principle of finite element method and literature studies. Chapter two consists of materials and experimental works. Chapter three consists of finite element modeling and analysis of pin-on-disc system. Chapter four consists of discussion and evaluation of experimental and finite element results. Chapter five consists of conclusions and further works.
Benzer Tezler
- Farklı oranlarda nano-grafen dolgulu cam elyaf takviyeli polimer kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of glass fiber reinforced polymer composites filled with nano-graphene at different rates
ONUR KAZIM ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiGümüşhane ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ KARABUDAK
- Investigation of fracture behavior of particulate polymer composites with effect of S-glass fiber reinforcement
S-cam elyaf takviye etkisi ile partikül polımer kompozitlerin kırılma davranışının incelenmesi
MOHAMAD K.ALWAN ALSAADI
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. AHMET ERKLİĞ
- Development of ensete fiber based composites and their characterization
Ensete lifi bazlı kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
TOLERA ADERIE NEGAWO
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Electrospun polyacrylonitrile based composite nanofibers containing polyindole and graphene oxide
Poliindol ve grafen oksit içeren poliakrilonitril tabanlı kompozit nanofiberler
İLKNUR BOZKAYA GERGİN
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Katlı e-cam/polyester dokuma kumaş kompozitlerin dikişli ve nano-katkılı formlarının mekanik ve balistik özelliklerinin deneysel belirlenmesi
Experimentally determination of the mechanical properties of stitched and containing nano-particle multilayered e-glass/polyester woven fabric composites
GAYE YOLAÇAN
Doktora
Türkçe
2013
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULKADİR BİLİŞİK