Process modelling for distortions in manufacturing of fibre reinforced composite materials
Elyaf takviyeli kompozit malzemelerin imalatındaki çarpılmalar için süreç modellenmesi
- Tez No: 371766
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NURİ BÜLENT ERSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Mechanical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2022
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER ŞİMŞİR
DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA
- 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
2021
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF KAYNAK
- Mechanics and thermal modeling of micro milling
Mikro frezelemenin mekaniği ve ısı modellemesi
ALİ MAMEDOV
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Secici lazer ergitme yönteminin çoklu fizik modellemesi
Modelling of selective laser melting process by using multiple physical approach
BİROL KÖSE
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER BİNGÜL
- 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
2019
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU