Geri Dön

Process modelling for distortions in manufacturing of fibre reinforced composite materials

Elyaf takviyeli kompozit malzemelerin imalatındaki çarpılmalar için süreç modellenmesi

  1. Tez No: 371766
  2. Yazar: KENAN ÇINAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. NURİ BÜLENT ERSOY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Mechanical Engineering, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 135

Özet

Elyaf takviyeli kompozit malzemelerden üretilen parçalar pişme süreci sonrasında kalıptan ayrıldığında genellikle orijinal tasarlanmış şeklinden farklı bir şekil almaktadırlar. Elyaf takviyeli kompozit malzemelerin isotropic olmayan doğasından dolayı laminaların termal genleşme katsayısı, pişme çekmesi oranı ve katılıkları yöne bağlıdır. Kompozit malzemelerin yöne bağlı davranışları pişme sırasında sıcaklığın değişimi ile birlikte artık gerilmelere ve şekil bozukluklarına neden olan bazı mekanizmaları tetiklemektedirler. AS4/8552 prepreg malzeme sistemi kullanılarak çeşitli geometrilere (L-kesitli, U- kesitli ve düz dar laminat), çeşitli istifleme oryantasyonlarına, kalınlıklara ve serim durumlarına sahip kompozit parçalar üretilmiştir. Çarpılma geometrilerini elde etmek için bu parçalar üç boyutlu lazer koordinat tarayıcısı ile taranmıştır.Elyaf takviyeli kompozit malzemelerin pişme sonrasındaki şekil bozukluklarını öngörmek için iki ve üç boyutlu sonlu elemanlar modeli geliştirilmiştir. Tüm pişme prosesi reçinenin pişme sürecinde geçtiği viskoz, kauçuk, ve camsı durumlara karşılık gelen üç adıma bölünmüştür. Üç adımlı kullanıcı altprogramı ile pişme sırasında değişen malzeme özellikleri modele entegre edilmiştir. Artık gerilmelere ve şekil bozukluklarına neden olan çeşitli mekanizmalar tespit edilmiş ve bu mekanizmaların göreli katkıları değerlendirilmiştir. Parçaların nihai şekillerine ve imalat hatalarına ilişkin çeşitli gözlemler aktarılmıştır. Şekil bozukluklarına ilişkin model öngörüleri üç boyutlu lazer taramasıyla ölçülen değerlerle karşılaştırılmış, tatmin edici sonuçlara ulaşılmıştır.

Özet (Çeviri)

A fibre reinforced composite part generally takes a shape different from the one that is originally designed after removing from the mould at the end of the curing process. Due to the anisotropic nature of the fibre reinforced composite materials, the Coefficient Of Thermal Expansion (CTE), the cure shrinkage rate and the stiffness are direction dependent. The direction dependent behaviour of the composite materials, with the aid of temperature change during curing, triggers some mechanisms that are responsible for the residual stresses and shape distortions.Composite parts of various geometries (L-section, U-section and flat strip laminates), various stacking sequences, thicknesses and lay-up conditions are manufactured by using prepreg material system designated as AS4/8552. These parts were scanned using a 3D laser coordinate scanner to obtain the distorted geometry . A 2D and 3D Finite Element model has been developed for predicting shape distortions during curing of fibre reinforced composite parts. The total curing process is divided into three steps that corresponds the states that resin is passing through during curing: viscous, rubbery, and glassy. The material property changes during curing are implemented in the model through a three step user subroutine. Various mechanisms that contribute to shape distortions are identified and their relative contributions are assessed. Some observations on final shape and manufacturing defects are addressed. The shape distortion predictions are compared to the distortions measured by 3D laser coordinate scanner and satisfactory results are obtained.

Benzer Tezler

  1. Computer modelling of residual stress & distortion for additively manufactured metal parts

    Eklemeli imalat ile üretilmiş metal parçalar için bilgisayar destekli kalıntı gerilim ve çarpılma modellemesi

    YUSUF ALPTUĞ POLAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CANER ŞİMŞİR

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA

  2. Eklemeli imalat ile üretilen ınconel 718 parçalarının ezerek parlatma yöntemiyle yüzey iyileştirme sürecinin modellenmesi ve deneysel doğrulanması

    Modelling and experimental verification of the surface improvement process by roller burnishing method of inconel 718 parts produced with additive manufacturing

    MERT KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF KAYNAK

  3. Mechanics and thermal modeling of micro milling

    Mikro frezelemenin mekaniği ve ısı modellemesi

    ALİ MAMEDOV

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Makine MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU

  4. Secici lazer ergitme yönteminin çoklu fizik modellemesi

    Modelling of selective laser melting process by using multiple physical approach

    BİROL KÖSE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAFER BİNGÜL

  5. Modeling of temperature field, residual stresses and distortions in direct laser metal sintering

    Direkt metal sinterleme yöntemlerindeki sıcaklık alanlarının, artık gerilmelerin ve çarpılmaların modellenmesi

    ERDEM KUNDAKCIOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU