Micromechanical modeling of carbon nanotube-polymer composites
Karbon nanotüp-polimer nanokompozitlerinin mikromekaniksel modellemesi
- Tez No: 533940
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERCAN GÜRSES
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Karbon nanotüplerle güçlendirilmiş olan polimer bazlı nano kompozit malzemelerin simülasyon ve mekanik analizi için bir adet mikromekanik model geliştirilmiştir. Öncelikle adı geçen nano kompozit mekanik özellikleri ve yoğunluğuna göre karbon nanotüp, arayüz, ara-faz ve polimerden oluşan 4 farklı bölgeye veya faza ayrılmıştır. Daha sonra karbon nanotüp ve arayüz fazlarının mekanik özelliklerinin ve rollerinin mikromekanik modelde daha iyi yansıtılabilmesi için bu fazlar sonlu elemanlar modellemesiyle etkin fiber denen tek bir faza dönüştürülmüştür. Ara-faz bölgesinin daha iyi incelenebilmesi için bu fazın mekanik özelliklerinin fonksiyonel olarak biçimlendirilmesine karar verilmiştir. Modelin farklı değişkenleri üzerinde parametrik çalışmalar yapılıp literatürde mevcut olan diğer çalışmalarla kıyaslamalar yapılmıştır. 4 fazın her birinin nanokompozit mekanik özelliklerini ciddi bir şekilde etkilediği görülmüştür. Arayüz fazı için yumuşak arayüz modeli kullanıldığında arayüzün yükleri karbon nanotüpe aktaramadığı için karbon nanotüpün kompozit mekanik özelliklerini direk olarak etkilemediği görülmüştür. Bu durumda ara-faz bölgesi kompozitteki tek güçlendirme fazı haline gelmektedir. Sert arayüz modeli kullanıldığında ise karbon nanotüp kompozit özelliklerini ciddi bir şekilde etkilediği görülmüştür. Ayrıca ince ve uzun nanotüplerin kompoziti kalın ve kısa nanotüplerden daha çok güçlendirdiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
A micromechanics-based model is developed to simulate carbon nanotube – polymer nanocomposites and analyze its mechanical behavior. The nanocomposite is first divided into four distinct regions, or phases, based on mechanical behavior and density; the carbon nanotube, the interface, the interphase and the polymer. The finite element method was later used to combine the nanotube and interface phases into an effective fiber for better representation and incorporation of their roles and constitutive properties in the micromechanical model. The elastic moduli of the interphase were modelled in a position dependent manner to better represent its true nature. Parametric studies were performed on the model and the results were compared with the previous work in the literature. The four phases were each found to have significant effects on the behavior of the nanocomposite. It was observed that when a soft interface model is used, the direct effect of the carbon nanotube on the stiffness of the nanocomposite vanishes, and the interphase becomes the sole reinforcement phase in the composite. Whereas in the case of a stiff interface the CNT significantly affects the mechanical properties of the composite through the effective fiber. Thinner but longer carbon nanotubes were found to better enhance the stiffness of the nanocomposite compared to thick and short nanotubes.
Benzer Tezler
- A modulus gradient elasticity model for nano-reinforced composites
Nano-güçlendirilmiş kompozitler için bir modül gradyanı elastisite modeli
HASAN GÜLAŞIK
Doktora
İngilizce
2018
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN GÜRSES
- A two-step computational homogenization approach for determination of elastic constants of hybrid composites
İki basamaklı hesaplamalı homojenleştirme yaklaşımı kullanarak hibrit kompozitlerin elastik sabitlerinin saptanması
MUSA BATIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN GÜRSES
- Meso-scale finite element modelling of carbon nanotube reinforced polymer composites
Karbon nanotüp takviyeli polimer kompozitlerin mezo ölçekte sonlu elemanlar modellenmesi
ALTAY HAYDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN ESAT
- Fabrication and characterization of hybrid nanofiller reinforced polyurethane nanocomposites
Hibrit nanodolgu takviyeli poliüretan nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
AMIR NAVIDFAR
Doktora
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Determination of mode ii delamination resistance of carbon/epoxy laminated composites
Çok katmanlı karbon/epoksi kompozit malzemelerde mod ıı delaminasyon dayanımının ölçülmesi
İDİL SEZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU