Tracing visual and acoustic signatures of mechanical behavior of composite materials
Kompozit malzemelerin mekanik davranışlarının görsel ve akustik izlerinin incelenmesi
- Tez No: 461042
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MELİH PAPİLA, DOÇ. DR. GÜLLÜ KIZILTAŞ ŞENDUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bilgisayarlı tomografi, Tabakalı kompozitler, Computed tomography, Laminated composites
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elyaf takviyeli ileri kompozit malzemeler; havacılık, denizcilik, ulaşım ve enerji gibi çeşitli mühendislik alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek sertlik ve mukavemet gösteren ileri kompozit malzemeler, olası ağırlık avantajları ile yüksek performanslı sıradışı tasarımlara olanak sağlarlar. Mühendislik tasarımlarındaki kullanım ve adaptasyon oranlarındaki dikkate değer artışa rağmen, bu malzemelerin karmaşık mekanik davranışları, özellikle mukavemet ve kırılım, halen araştırma çabalarını genişleten bir konudur. Bu tez çalışması kompozit mühendislerinin, kompozit malzemelerin karakteristik özelliklerini ve mekanik davranışlarını görsel ve akustik görüntüleme / kayıt yöntemleri ile nasıl ilişkilendirebileceği üzerine bir çabadır. Yapısal kompozitlerin mekanik özelliklerini incelemek için iki vaka çalışması yapılmıştır. İlk vaka çalışmasında mikro-bilgisayarlı tomografi görüntülerinin, ikinci vaka çalışmasında ise video mikroskopi destekli mikrofon kayıtlarının geleneksel mekanik test verileri ile, korelasyonları incelenmişlerdir. İlk vaka çalışması, farklı iplik numaralı elyaf demetleri ile düzenlenmiş lamine kompozitlerin mezo-yapılarının mekanik davranış üzerindeki etkilerine odaklanmıştır. Özellikle, hasar almamış kıvrımsız cam-elyaf ile güçlendirilmiş kompozitlerin mikro ve mezo ölçekteki anomalileri mikro-bilgisayarlı tomografi ile araştırılmıştır. Üç boyutlu görüntülerin incelenmesi ile anomalilerin miktarının, kıvrımsız elyaf demetlerinin ix boyutunun ve demet arası boşlukların etkisinin mekanik davranışlarını yoğun şekilde etkilediği gözlenmiştir. İkinci vaka çalışması, temel mekanik testin genel kullanım düşük gürültülü mikrofon ile video mikroskopunun nasıl desteklenebileceğini göstermeyi amaçlamaktadır. Önerilen yöntem basit, kolayca kullanılabilir ve düşük maliyetli olmasının yanı sıra yararlı bilgileri kaydedebilme yetisine sahiptir.Altı farklı çapraz katlı ortotropik karbon elyaf destekli kompozitin mekanik davranış/kırılma gösterici akustik işaretleri, test sırasında kaydedilen ses verileri ve dijital mikroskop görselleri yardımı ile kademeli kırılma mekanizmalarını karakterize etmek için kullanılmıştır. Mekanik test sırasındaki kademeli kırılma olayları, kendine has ses profilleri ile korelasyonlu olarak, küçük, orta, büyük ve nihai olarak karakterize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Fiber-reinforced advanced composite materials are widely used in applications of various engineering fields such as aerospace, marine, transportation, and energy. They offer high stiffness and strength along with substantial weight saving potential and allow intriguing design options for superior performance. Despite their remarkably growing use and adaptation into engineering design, the complexity of mechanical behavior of the composite materials, in particular strength and failure, is still a challenge leading to broadening research efforts. This thesis is an effort to address how composite engineers can associate the material characteristics and mechanical behavior of composites using visual and acoustic imaging/recording. Two case studies of structural laminated composites exemplify the potential use of the information obtained specifically from, micro-computed tomographic imaging and general purpose microphone recordings supplemented by video microscopy to seek their correlations with the traditional mechanical test data. The first case focused on the effect of meso-architectural, self-arrangement of fiber bundles with different yarn numbers on the mechanical behavior of non-crimp glass vii fiber reinforced composites. The visual inspection of anomalies (like the void presence) and in-situ deviations from ideal yarn structures are characterized by using micro-focus computed tomography. Results reveal that the yarn number is directly affecting the tensile behavior of composites in terms of bundle/inter-bundle size, micro-void presence, waviness, and crimping. The second case study aims to show how basic mechanical testing can be supplemented by a general purpose noise reducing microphone and video microscope. The method is simple, affordable, easy to incorporate, yet capable of collecting useful information. The acoustic signatures of the six different cross-ply orthotropic carbon fiber reinforced composites are investigated. In-situ characterization of the progressive failure events is presented as minor, intermediate, major and ultimate with unique sound profiles.
Benzer Tezler
- Çukurova bölgesinde biyoklimatik veriler kullanılarak açık ve yeşil alan sistemlerinin belirlenmesi ilkeleri üzerinde bir araştırma
A research on the determination of the principles in open and green spaces systems by using the bioclimatic data in Çukurova region
MEHMET FARUK ALTUNKASA
Doktora
Türkçe
1987
Çevre MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDOĞAN GÜLTEKİN
- Isı borusu prensibinin güneşli su ısıtıcılarına ve damıtmaya uygulanması
Başlık çevirisi yok
ALİ YÜCEL UYAREL