Flow enhancement method in VARTM and strain-controlled compaction characterization for process modeling
VARTM'da akış geliştirme methodu ve süreç modellemesi için gerilme kontrollü sıkıştırma karakterizasyonu
- Tez No: 611788
- Danışmanlar: PROF. DR. ERCÜMENT MURAT SÖZER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
RTM ve VARTM imalat yöntemleri, kompozit parçalar üretmek için yaygın olarak kullanılan imalat yöntemleridir. Bu doktora tezinde, her iki imalat yönteminin süreç modellerini ve üretim teknolojilerini geliştirmek için; malzeme karakterizasyonu prosedürleri ve özgün bir imalat yöntemi geliştirmek amaçlanmıştır. Özgün bir sıkıştırma karakterizasyonu deney düzeneği kullanılarak; basınç- ve gerilme-kontrol yaklaşımlarındaki benzerlikler ve farklılıklar, karakterizasyon deneyinin relaksiyon evresinde sıkıştırma basıncı seviyesinin etkisi ve temel döngü öncesi uygulanan hacim azaltma döngülerinin E-cam elyaf dokuma üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Her iki kontrol yöntemi karşılaştırıldığında yükleme ve boşaltma evrelerinde önemli bir fark gözlenmemesine rağmen; yerleşme ve relaksiyon evrelerinde basınç-kontrolü yaklaşımın kalınlık yerleşmesinin ve relaksiyonunun modellenmesini; gerilme-kontrollü yaklaşımın ise yük relaksiyonunun ve yerleşmesinin modellenmesini sağladığı gözlemlenmiştir. Kalıp dolum simülasyonları; kalıp dolum sürelerini ve kuru bölgelerin lokasyonlarını öngörebilir. VARTM yönteminin birleşmiş doğası nedeniyle geçirgenlik karakterizasyonuna ek olarak sıkıştırma karakterizasyonuna da ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tezde, alternatif bir yaklaşım; efektif VARTM elyaf geçirgenliğinin karakterize edilerek bu geçirgenlik değerinin ayrışmış RTM modelinde kullanılması sunulmuştur. Bu yaklaşım, mevcut yaklaşımdaki bir dizi deney yerine sadece bir deneye ihtiyaç duymaktadır. Deneysel ve simüle edilmiş kalıp dolumları makul sonuçlar vererek, bu yaklaşımının hızlı ve kabul edilebilir olduğunu göstermektedir. VARTM imalat yönteminden türetilmiş çeşitli imalat yöntemlerinin çözülmesi gereken sorunları bulunmaktadır. Bu tezde, Mıknatısla Reçine Akışı Geliştirme (MERF) imalat yöntemi sunulmuştur. MERF'in etkilerini gözlemlemek amacıyla; kalıp dolum deneyleri yapılmıştır. Kalıp dolum deneyleri; MERF'in, kalıp dolum süresini VARTM imalat yöntemi ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde azalttığını göstermektedir (%42.8 oranında) ve bu yöntem reçine akış hızını bölgesel olarak arttırarak, düzensiz reçine akışını daha düzenli bir hale getirebilme kapasitesine sahiptir.
Özet (Çeviri)
RTM and VARTM are commonly used processes to manufacture composite parts. The aim of this thesis is to improve modeling and manufacturing technology of the two processes by developing characterization procedures and a novel manufacturing process. A novel compaction characterization setup is designed, and similarities/differences between pressure- and strain-controlled approaches, and effects of compaction pressure level during relaxation stage and debulking cycles on E-glass fabrics are studied. Although there is no significant difference between the two approaches during the loading and unloading stages, pressure-controlled approach provides modeling thickness settling and relaxation, while strain-controlled approach provides modeling stress relaxation and settling during settling and relaxation stages. Mold filling simulations allow predicting mold filling time and locations of voids. Due to the coupled nature of VARTM, permeability characterization is also needed besides compaction of fabrics. An alternative approach is developed by characterizing an“effective”VARTM permeability and using it in a decoupled RTM solver. This approach requires a single experiment compared to sets of experiments in the conventional approach. Actual and simulated mold fillings provided close results and the proposed approach allows rapid and acceptable modeling. The variant processes of VARTM have limitations to be improved. Magnetically Enhanced Resin Flow (MERF) process was proposed in this thesis. To study the effect of MERF, mold filling experiments were conducted. It has been shown that MERF decreased the mold filling time significantly (42.8%) compared to VARTM and is capable of manipulating non-uniform resin flow to provide more uniform flow by locally increasing flow velocity.
Benzer Tezler
- Subcooled flow boiling heat transfer enhancement in microchannels/tubes with modifications of surface characteristics with micro/nano structures and films
Mikro/nano yapılar ve filmlerle yüzey karakteristiği değiştirilmiş mikrokanal/ tüplerde doymamış akış kaynama ısı transferi artırılması
MASOUMEH NEDAEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. ALİ KOŞAR
- Mini kanallı gövde borulu ısı değiştiricide nanoakışkan kullanımının deneysel incelenmesi
Experimental investigation of nanofluid use in mini-channel shell and tube heat exchanger
MEHMET SENAN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN KÜÇÜK
DOÇ. DR. MURAT ÜNVERDİ
- Estimation and restoration for heat haze effects in image and video processing
Görüntü ve video işlemede ısı dalgalanması etkilerinin tahmini ve restorasyonu
ÖZLEM ALPERGÜN TANAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER METE EKŞİOĞLU
- Heat transfer and fluid flow enhancement of tube bank heat exchangers with various cross-sections using computational fluid dynamics integrated with multi-objective genetic algorithm optimization method
Çok amaçlı genetik algoritma optimizasyon yöntemi ile bütünleştirilmiş hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak çeşitli kesitlere sahip boru demeti ısı değiştiricilerinde ısı transferi ve akışın iyileştirilmesi
ARİF EMRE AKTAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Otomotiv MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BİLGİLİ
DOÇ. DR. MEHMET TAHİR ERDİNÇ
- Düz ve pürüzlü yüzeylere sahip ani genişleyen kanal içerisindeki ferro-nanoakışkan akışının manyetik alan etkisi altındaki davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of ferronanofluid flow behavior under the effect of magnetic field in the sudden expansion tube with smooth and rough surfaces
EMREHAN GÜRSOY
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN GEDİK