Manufacturing, mechanical behavior and failure analysis of ultrasonic welded carbon fiber reinforced thermoplastic composites
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 648575
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜNEY GÜVEN YAPICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Yüksek performans termoplastik kompozitlerin (TK) kullanım ihtiyacı, mükemmel mekanik özellikleri nedeniyle son yıllarda artmıştır. TK mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi gelecekteki mühendislik uygulamaları için umut verici olsa da, üretim teknolojisindeki sınırlamalar nedeniyle uygun imalat ve birleştirme tekniklerinin belirlenmesine büyük önem verilmelidir. Öte yandan, literatürde çeşitli kısa karbon elyaf takviyeli TK mekanik özelliklerinin incelenmesi ile ilgili bir çok araştırma olmasına rağmen, sıkıştırma kalıplama (SK) ve ultrasonik kaynak (UK) yöntemlerinin proses parametrelerinin malzemenin mekanik performansı üzerindeki etkileri hakkında bilgi eksikliği, bu tezin motivasyonu olmuştur. Buna göre, bu tez, SK ve UK işlem parametrelerinin kısa karbon elyaf takviyeli ABS kompozit malzemesinin farklı yük tipleri altında mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerindeki etkilerini değerlendiren iki aşamalı deneysel bir yaklaşım içermektedir. Mekanik testlere göre, kalıplanmış numunelerin çekme yönündeki tepkisi büyük ölçüde karbon elyaf içeriğine ve kalıplama sıcaklığına bağlıdır, darbe dayanım özelliği daha çok kalıplama basıncından etkilenmiştir. İlk aşamadan elde edilen girdi ile kalıplanmış numuneler kayma kuvveti altında kesme mukavemetini ortaya çıkarmak için üst üste bindirilerek ultrasonik kaynaklanmıştır. Deneyler sonucunda en yüksek 7.67MPa kesme mukavemet değerine ulaşılmıştır, ayrıca kaynak basıncı ile zamanının bu değeri etkileyen en önemli parametreler olduğu görülmüştür. Ek olarak, yüksek seviyelerdeki kaynak enerjisi kompozitte yapısal bozulmaya yol açtığı düşünülmektedir. Kalıplanmış ve kaynaklanmış numunelerin mekanik tepkisi, fiber-matris arayüzü dikkate alınarak kopmuş yüzeylerin analizi ışığında tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
The requirement for utilizing high-performance thermoplastic composites (TPC) has risen in the last years due to their excellent mechanical properties. Although improving mechanical characteristics of TPC is a promising development for future engineering applications, great attention has to be given on determining appropriate fabrication and joining techniques due to limitations in manufacturing technology. On the other hand, despite several research works have been conducted investigating the mechanical properties of various short carbon fiber reinforced (SCFR) TPC, the lack of knowledge about the effects of processing parameters of compression molding (CM) and ultrasonic welding (USW) on the mechanical performance of TPC was the motivation of this thesis. Accordingly, this thesis comprises a two-stage experimental approach evaluating the influences of process parameters of CM and USW on the mechanical and microstructural properties of SCFR-ABS composite under different types of loadings. According to the mechanical tests, the tensile response of molded samples was found to be highly dependent on carbon fiber content and molding temperature, whereas impact properties were mostly affected by molding pressure. With input from the first stage, molded samples were ultrasonically welded in lap configuration to reveal the joint strength under shear. Up to 7.67 MPa lap shear strength (LSS) is achieved by experiments where welding pressure and duration were seen to have the most significance. On the other hand, energy dissipation during welding was also considered as high levels resulted in structural degradation. The mechanical responses of molded and welded samples were discussed in light of detailed fracture analysis considering the fiber-matrix interface.
Benzer Tezler
- Innovative approaches for mechanical characterization and failure analysis in complex and functional composite structures: A fusion of SHM, NDT, and FEA techniques
Kompleks ve fonksı̇yonel kompozı̇t yapılarda mekanı̇k karakterı̇zasyon ve hasar analı̇zı̇ ı̇çı̇n yenı̇lı̇kçı̇ yaklaşımlar: SHM, NDT ve FEA teknı̇klerı̇nı̇n bı̇rleşı̇mı̇
ABDULRAHMAN SAEED ABDULQADER AL-NADHARI
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
- Finite element modeling of an origami inspired delta mechanism
Origamiden esinlenilmiş delta mekanizmasının sonlu eleman modellemesi
ATA ARJOMANDI FARD
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
DR. MERVE ACER KALAFAT
- Mechanical properties analysis of AdBlue tank material
AdBlue tank malzemesinin mekanik özelliklerinin incelenmesi
MUSTAFA ATAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT EREKE
- Yüksek hızlı kompozit teknelerde dövünme kuvvetlerine maruz panellerin mekanik analizi
Mechanical analysis of high speed composite vessels? bow-flares? panels
UĞUR MUTLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERGİN
- Gövdesi dairesel boşluklu çelik-betonarme kompozit I-kirişlerin yangın davranışlarının deneysel olarak incelenmesi
Investigating experimental fire behavior of steel-concrete composite cellular I-beams
PINAR SUNAR BÜKÜLMEZ
Doktora
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK