Interply ve ıntraply hibrit kompozitlerin karşılaştırmalı mekanik ve dinamik analizi
Comparative mechanical and dynamic analysis of interply and intraply hybrid composites
- Tez No: 600345
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER GÜNDOĞDU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Dinamiği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 190
Özet
Özellikle havacılık sektöründe yaygın olarak kullanılan tabakalı kompozit yapılar, çalışma ortamları gereği dinamik yüklere maruz kalmaktadırlar. Bu dinamik yükler, zamana bağlı değişken genlikli gerilmeler ve titreşimler oluşturarak kompozit yapıların kullanım ömürlerini azaltmaktadır. Bu durum, elyaf takviyeli tabakalı kompozit yapıların emniyetli kullanımı açısından üstesinden gelinmesi gereken ciddi bir problemdir. Bu sorunun giderilmesi için hibrit kompozit yapıların kullanılması düşünülmüştür. Aynı tabaka sayısı, elyaf yönlenme açısı ve elyaf içeriğine sahip interply ve intraply hibrit kompozit yapıların karşılaştırmalı analizleri yapılarak amaca uygun avantajlı hibrit yapılar belirlenmiştir. Bu çalışma kapsamında, takviye elemanları olarak endüstriyel ölçekte yaygın kullanım alanına sahip olan karbon, aramid ve cam elyaflar kullanılmıştır. Farklı kumaş türleri (tekil ve hibrit kumaşlar), farklı tabaka sayıları (4, 8, 12) ve farklı elyaf yönlenme açılarına (0°/90°, 30°/60°, 45°/-45°) sahip tekil, interply hibrit ve intraply hibrit kompozit üretim grupları oluşturulmuştur. Taguchi üretim tasarımı yapılarak tam faktöriyel tasarıma göre üretilmesi gereken kompozit plaka sayısı, 1/3 oranında azaltılmıştır. VARTM yöntemiyle üretimler yapılarak ilgili ASTM standartlarına göre mekanik (çekme, eğilme ve darbe) ve dinamik (mod şekli, doğal frekans ve sönüm oranı) testler yapılmıştır. Ayrıca, üretim parametrelerinin doğal frekans üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla yapılan ANSYS® paket programı ile sayısal modeller oluşturularak her bir numune türü için modal analizler yapılmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar, deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmış ve kabul edilebilir doğrulukta sayısal modeller elde edilmiştir. Ayrıca elde edilen deneysel sonuçlara göre Taguchi analizleri yapılarak amaca uygun, en etkili üretim parametreleri belirlenmiştir. Son olarak, interply ve intraply hibritleşmenin etkisini belirlemek amacıyla aynı içeriğe sahip yapıların mekanik ve dinamik özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Layered composite structures, which are widely used in aviation sector, are subject to dynamic loads due to their working environments. These dynamic loads create time dependent variable amplitude stresses and vibrations, reducing the service life of composite structures. This is a serious problem that must be overcome in terms of the safe use of fiber-reinforced laminated composite structures. To overcome this problem, hybrid composite structures are considered to be used. Comparative analysis of interply and intraply hybrid composite structures having the same number of layers, fiber orientation angle and fiber content were performed to determine advantageous hybrid structures. In this study, carbon, aramid and glass fibers which are widely used in industrial scale are used as reinforcing elements. Single, interply hybrid and intraply hybrid composite production groups were formed with different types of fabrics (single and hybrid fabrics), different layer numbers (4, 8, 12) and different fiber orientation angles (0°/90°, 30°/60°, 45°/-45°). Taguchi production design was attempted to reduce the number of composite plates that should be produced according to full factorial design by 1/3. Mechanical (tensile, bending and impact) and dynamic (mode shape, natural frequency and damping ratio) tests were performed according to the relevant ASTM standards. In addition, numerical models were created using ANSYS® package program to determine the effect of production parameters on natural frequency and modal analyzes were performed for each sample type. The numerical results were compared with the experimental results and numerical models were obtained with acceptable accuracy. In addition, Taguchi analysis was performed and the most effective production parameters were determined according to the experimental results. Finally, in order to determine the effect of interply and intraply hybridization, the mechanical and dynamic properties of the structures with the same content were examined comparatively.
Benzer Tezler
- Vibration, damping property, tensile and flexural behavior of kevlar- carbon/ epoxy / nanosilica composites
Kevlar- karbon / epoksi / nanosilika kompositlerin titreşim, sönüm özelliği ile çekme ve eğilme davranışlarının belirlenmesi
ARKAN JABBAR FARHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. AHMET ERKLİĞ
- Effects of fiber discontinuity in fiber reinforced polymer matrix composites
Fiber takviyeli polimer matris kompozitlerde fiber süreksizliğinin etkisi
AHMET SÜHA KILIÇOĞLU
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TANOĞLU
- Experimental investigation of failure mechanism in cross-ply and fabric curved composite laminates
Dokuma ve çapraz-katlı bükümlü kompozit yapılardakı hasarın deneysel yöntemlerle incelenmesi
AHMET ÇEVİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- Vasküler kompozitlerde hibritleşme ve aktif ısıtma faaliyetinin mekanik ve ısıl karakterizasyonu
Mechanical and thermal characterization of hybridization and active heating in vascular composites
VOLKAN ACAR
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMİT AKBULUT
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR SEYDİBEYOĞLU
- The investigation of interfaces of multilayer multiaxis fiber reinforced composites by fiber Bragg grating sensors
Çok ensenli fiber oryantasyonuna sahip çok katmanli kompozit malzemelerinin arayüzlerindeki mekanik davranişlarin fiber Bragg sensörlerle i̇zlenmesi
ATAMAN DENİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ