Determination of mechanical characteristics of filament wound composite pipes containing nano graphene particles
Nano grafen parçacıkları içeren elyaf sarım kompozit borularının mekanik özelliklerinin belirlenmesi
- Tez No: 714337
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER YAVUZ BOZKURT, DR. ÖZKAN ÖZBEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Bu araştırma, grafen nanoplateletler (GNP'ler) içeren bazalt fiber takviyeli polimer boruların (BFRP'ler) mekanik özelliklerini belirlemeyi amaçlamıştır. Elyaf sarma tekniği ile üretilen numuneler, çeşitli miktarlarda grafen nanoparçacık (ağırlıkça %0.1, %0.25, %1.00, %2.00 ve %3.00) içerecek şekilde hazırlanmıştır. Numunelerin eksenel sıkıştırma tepkisi ve sertliği, sırasıyla ASTM D695 ve ASTM D2412 standart testleri kullanılarak ölçülmüştür. Ayrıca numuneler eksenel ve yanal yönlerde tek tek sıkıştırılarak bu yönlerde ezilme özellikleri elde edilmiştir. Kırılma davranışını anlamak için, her deney için başarısızlık modları araştırılmıştır. GNP ilavesi, BFRP'lerin incelenen mekanik özellikleri üzerinde dikkate değer etkiler göstermiştir. GNP yüklü BFRP numunelerinin yarı statik sıkıştırma performansı, radyal yönde boru sertliğini arttırırken eksenel yönde sıkıştırma mukavemetini iyileştirmiştir. Test edilen numunenin eksenel ve yanal yönlerdeki ezilme testi sonuçları, saf borulara göre daha kararlı ve tutarlı bulunmuştur. Sonuçlar, ağırlıkça %0.25 GNP içeren numunelerin hem eksenel hem de yanal ezilme için en iyi spesifik absorpsiyon enerjisi değerlerini gösterdiğini göstermiştir. Bu, GNP parçacıklarının eklenmesiyle epoksi matris ve bazalt elyaf arasındaki daha iyi yük aktarma kabiliyetine bağlanmaktadır. GNP katkılı numunelerin ezilme geçmişlerinde yayılma ve yaprak oluşumları ile aşamalı başarısızlıklar gözlenmiştir. Ayrıca, ağırlıkça %3 gibi daha yüksek miktarda GNP ilavesi, numunelerin ezilme özelliklerinde ve sıkıştırma dayanımlarında düşüşlere yol açmıştır. Bu, yerel gerilme konsantrasyonlarına neden olan epoksi matrisinde aglomerasyon oluşumları nedeniyle meydana gelmiştir. Özetle, GNP katkısı boru numunelerinin sıkıştırma ve ezilme özelliklerini etkilemiş ve boruların mekanik özelliklerini iyileştirmek için iyi bir çözüm olarak kabul edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This research aimed to determine the mechanical characteristics of basalt fiber-reinforced polymer pipes (BFRPs) containing graphene nanoplatelets (GNPs). The samples fabricated by the filament winding technique were prepared at various amounts of GNP (0.1 wt.%, 0.25 wt.%, 1.00 wt.%, 2.00 wt.%, and 3.00 wt.%). The samples' axial compression response and stiffness were measured using ASTM D695 and ASTM D2412 standard tests, respectively. Furthermore, the samples were compressed in the axial and lateral directions to obtain crushing characteristics. To comprehend fracture behavior, failure modes were explored for each experiment. The GNP addition showed remarkable effects on the examined mechanical properties of the BFRPs. The quasi-static compression performance of BFRP samples loaded with GNP improved compression strength in the axial direction while increasing pipe stiffness in the radial direction. Crushing test results in the axial and lateral directions of the tested sample were found to be more stable and consistent when compared to pure pipes. The results demonstrated that the samples containing 0.25 wt.% GNP provided the best values of specific absorption energy for both axial and lateral crushing. This was attributed to the better load transferring ability between epoxy matrix and basalt fiber by adding GNP particles. Progressive failures with splaying and frond formations were observed in the crush histories of GNP-doped samples. Also, a higher amount of GNP addition, such as 3 wt.% led to decreases in the crushing characteristics and the compression performance of the samples. This occurred due to agglomeration formations into the epoxy matrix, which causes local stress concentrations. To sum up, GNP filler affected the compression and the crushing properties of the pipe samples, and it was considered a good solution to improve the mechanical characteristics of pipes.
Benzer Tezler
- Determination of mechanical behaviors of filament wound hybrid composite pipes
Elyaf sarma yöntemi ile elde edilen hibrit kompozit boruların mekanik özelliklerinin belirlenmesi
ÖZKAN ÖZBEK
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER YAVUZ BOZKURT
- Finite element modeling of synthetic fiber ropes
Sentetik fiber iplerin sonlu elemanlar metodu ile modellenmesi
UMUT AKALP
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ŞEBNEM ÖZÜPEK
- Nanogözenekli karbon fiber ve grafitin süperkapasitör vesensör performanslarının incelenmesi
Investigation of the supercapacitor and sensor performanceof nanoporous carbon fiber and graphite
KORAY BAHADIR DÖNMEZ
- Enhancement of dispenser cathode fabrication with pre – design activation simulations and polymer doping
Polimer katkılandırma ve ön aktivasyon tasarımı benzetim çalışmaları ile dispenser katotların üretim süreçlerinin geliştirilmesi
NERGİS YILDIZ ANGIN ATMACA
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ALVEROĞLU DURUCU
- Determination of water characteristics for domestic washing of delicate textiles
Narin tekstillerin evsel yıkama için su karakteristiklerinin belirlenmesi
NİLÜFER ÇAKMAKÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVZA CANDAN
