Geri Dön

Multidisciplinary investigation of C-type composite sandwich radome panels within the scope of acoustic emission based damage characterization and electromagnetic transmission performance

Akustik emisyon esaslı hasar karakterizasyonu ve elektromanyetik iletim performansı kapsamında C-tipi kompozit sandviç radom panellerinin çok disiplinli araştırılması

PDF İndir

  1. Tez No: 658436
  2. Yazar: FATİH UZUN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT BÜYÜK, PROF. DR. MEHMET YILDIZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Üretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

Bu çalışmanın amacı, havacılıkta kullanılan kompozit radom sandviç yapılarının elektromanyetik iletim performanslarını incelemek ve neredeyse görünür darbe hasarlarının paneller içerisinde neden olduğu hasar mekanizmalarını Akustik Emisyon yöntemi ile (AE) kümelemektir. E-cam ve aramid reçine emdirilmiş kumaşlardan yapılmış yüzey katmanlarından ve çekirdek malzeme olarak Nomex® altıgen petekten oluşan iki farklı sandviç panel numunesi incelendi. Eşit yüzey ve çekirdek kalınlıklarına sahip düz şekilli sandviç paneller sıcak pres kürleme yöntemi ile üretilmiştir. Elektromanyetik iletim ve yansıma katsayılarının ölçümü, 5-25 GHz frekans aralığında boş alan testleri ile gerçekleştirilmiştir. Panel ve bileşenlerinin dielektrik katsayısı ve kayıp tanjant değerlerini içeren iletim katsayıları deneysel olarak elde edilmiştir. Sandviç paneller, Hyperworks® FEKO yazılımı kullanılarak çok katmanlı bir tabaka şeklinde sayısal olarak modellendi ve çözdür yöntemi olarak Planar Green'in fonksiyonu yaklaşımı kullanılmıştır. Boş alan testlerinden elde edilen elektriksel malzeme parametreleri sayısal model için girdi olarak kullanılmıştır. Elektromanyetik simülasyon çıktıları deneylerle mükemmel bir şekilde örtüştüğü görülmüştür. Sonuç olarak, aramid sandviç panel numunesi, belirtilen frekans aralığında E-cam sandviç panel numunesine kıyasla üstün elektromanyetik özelliklerle sahip olarak davranmaktadır. Neredeyse Görünür Darbe Hasarları (BVID) yarı statik girinti testi yaklaşımı ile numunelerde incelenmiş ve akustik emisyon sensörlerinden elde edilen veriler daha sonra panellerde meydana gelen hasar mekanizmalarını sınıflandırmak için k-ortalamaları algoritması ile kümelenmiştir. Akustik emisyon veri noktalarının optimum küme sayısını belirlemek için GAP fonksiyonu kullanılmıştır. Aramid sandviç panel numunesi girinti yüklemesi altında deforme olmuştur ve numune boyunca matris çatlaması, elyaf kırılması ve çekirdek ezilmesi gibi birkaç farklı hasar mekanizması gözlemlenmiştir. Aramid numunelerinden farklı olarak, E-cam sandviç panel numunesindeki üst tabaka ve çekirdek yapısının arayüzünde bağ ayrılması ve delaminasyon gözlenir. Panellerin mikroyapısında AE ile elde edilen hasar tipleri, kırık yüzeylerin Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) çalışmaları ile doğrulanmaktadır. Son olarak, akustik emisyon yönteminin yarı-statik girinti yüklemesi altında radom sandviç panellerin hasar sınıflandırmasında faydalı bir yaklaşım olabileceği bulunmuştur. Ayrıca aramid sandviç panel, düşük iletim kayıpları ve girinti yüklerine karşı yüksek yapısal mukavemeti nedeniyle yüksek frekanslı çalışma koşullarında radom uygulamaları için daha uygun bir malzeme olabilir.

Özet (Çeviri)

This study aims to investigate the electromagnetic transmission performance of composite radome sandwich panel structures used in aviation and to cluster the damage mechanisms caused by barely visible impact damages within the panels with the Acoustic Emission (AE) method. Two different sandwich radome panel samples consisting of skin materials made of E-glass and aramid prepregs and Nomex® honeycomb as the core material are examined in the research. Flat sandwich panels with equal skin and core thicknesses are produced by the hot-press curing method. Measurements of the electromagnetic transmission and reflection coefficients are performed by the free space test method in the frequency range of 5-25 GHz. As a result, transmission coefficients including dielectric coefficient and loss tangent values of the panel and its constituents are obtained experimentally. Sandwich panels are numerically modeled as a multilayer substrate by using Hyperworks® FEKO software, where the material parameters that are obtained from the experimental study are used as the input for the model. Planar Green's function approach is used as the solver for the electromagnetic simulations and it is found that the results correspond well with the experiments. As a result, the aramid sandwich panel sample is showed better electromagnetic properties compared to the E-glass sandwich panel sample within the specified frequency range. Barely Visible Impact Damage (BVID) characteristics are investigated in the samples with the quasi-static indentation test approach and the data obtained by the acoustic emission sensors are subsequently clustered with the k-means algorithm to examine and categorize the damage mechanisms that occur in the structure. GAP function is used to specify the optimum initial clustering value of the k-means algorithm. Aramid sandwich panel sample is deformed under the indentation loading and several different damage mechanisms are observed throughout the sample like matrix cracking, fiber breakage, and core crushing. Unlike the aramid samples, debonding and delamination are observed at the interface of the prepreg and core structure within the E-glass sandwich panel sample. Different failure and damage mechanisms within the microstructure are also verified by SEM images. Finally, it has been found that the acoustic emission method can be a useful approach in the damage classification of radome sandwich panels under quasi-static indentation loading. Besides, aramid sandwich panel can be a more suitable material for radome applications in high frequency operating conditions due to its low transmission losses and high structural strength against indentation loads.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    955131

    Sodyum-glukoz ko-transporter-2 inhibitörleri kullanan bireylerde pulmoner arter basıncı ile diğer kardiyak fonksiyonlar ve diyabetik hedef organ hasarı ve inflamatuar parametrelerde değişimin incelenmesi

    Investigation of changes in pulmonary artery pressure, other cardiac functions, diabetic target organ damage, and inflammatory parameters in individuals receiving sodium–glucose co-transporter-2 inhibitors

    OĞUZHAN KARALI

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    İç HastalıklarıSağlık Bilimleri Üniversitesi

    İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    DR. CEREN GÜR

    PROF. DR. İRFAN ŞAHİN

  2. Tez No

    723288

    M13mp18 iskele ipliğinden DNA origami nanodemetlerin geliştirilmesi ve ilaç taşıyıcı olarak kullanımının incelenmesi

    Development of DNA origami nanobundles from m13mp18 scaffold strand and investigation of their use as drug carrier

    AYKUT BİLİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECDET SAĞLAM

    PROF. DR. CELAL ÜLGER

  3. Tez No

    381878

    Yüksek çözünürlüklü deprem lokasyonları ile Kilikya bölgesindeki aktif yapıların belirlenmesi

    Identification of active structures in The Cilician region using high resolution earthquake location

    KÜBRA HOCAOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GONCA ÖRGÜLÜ

  4. Tez No

    957380

    Yoğun bakımda takip edilen interstisyel akciğer hastalarında prognoz, risk faktörleri ve mortalite

    Prognosis, risk factors and mortality in patients with interstitial lung disease followed in the intensive care unit

    SILA BEGÜM GÖLCÜK GÖK

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Göğüs HastalıklarıAnkara Üniversitesi

    Göğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AKIN KAYA

  5. Tez No

    836427

    Relapsing-remitting multipl sklerozda clusterin genetik polimorfizmleri ve dolaşımdaki mikroRNA'ların plazma clusterin seviyesi ve bilişsel performans üzerine etkilerinin incelenmesi

    Investigation of clusterin genetic polyorphisms and the effects of circulating microRNAs on plasma clusterin level and cognitive performance in relapsing-remitting multiple sclerosis

    OSMAN OĞUZHAN KILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    NörolojiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRSEN CAN DEMİRDÖĞEN

Geri Dön