Geri Dön

Deniz suyu ortamında şartlandırılmış bazalt/karbon/cam/epoksi hibrit kompozitlerin yorulma özelliklerinin deneysel olarakincelenmesi

Experimental investigation of the fatigue properties ofbasalt/carbon/glass/epoxy hybrid composites under sea water environment

PDF İndir

  1. Tez No: 742329
  2. Yazar: ESMAEL ADEM ESLEMAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜROL ÖNAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Bazalt Elyaf, Cam Elyaf, Eğilme Yorulma, Hibrit Kompozitler, Karbon Elyaf, Mekanik Testler, Tuzlu Suyu Etkisi, Üç Noktada Eğilme, Basalt Fiber, Bending Fatigue, Carbon Fiber, Glass Fiber, Hybrid Composites, Mechanical Tests, Saltwater Effect, Three-Point Flexure
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

Günümüzde hibrit kompozitler, daha düşük ağırlık ve daha yüksek mukavemet ve rijitlik, daha iyi korozyon ve aşınma direnci, uzun yorulma ömrü gibi çekici özelliklerinden dolayı kritik yapısal parçalar için farklı sektörlerde kullanılmaktadır. Öte yandan, yapısal çökmenin en yaygın nedeni yorulmadır. Yorulma, tekrarlanan yüklemeye maruz kaldığında, malzemenin maksimum mukavemetinin altındaki bileşenlerin ani bir hasardır. Bu tez, tuzlu suyu koşullarının bazalt, karbon ve cam elyaf/epoksi hibrit kompozitlerin çekme, eğilme ve üç noktalı eğilme yorulma özellikleri üzerindeki etkisini incelemektedir. Beş farklı kompozit plaka: Bazalt/Epoksi (BE), Karbon/Epoksi (CE), Cam/Epoksi (GE), Bazalt-Cam/Epoksi (BGE) ve Bazalt-Karbon-Cam/Epoksi (BCGE), Vakum Destekli Reçine Transfer Kalıplama yöntemi (VARTM) kullanılarak üretilmiştir. PST 650 dekupaj testeresi numuneleri ASTM D3039 ve ASTM D7264 standartlarına göre hazırlamak için kullanılmış ve testlerden önce 60 gün, 120 gün ve 180 gün tuzlu suyu çözeltisine daldırılmıştır. Testler 100 KN kapasiteli Instron 8801 çekme/yorulma test cihazı kullanılarak yapılmış ve her kategoriden üç numune test edilerek deneyin tekrarlanabilirliği gözlemlenmiştir. Ayrıca statik ve yorulma üç nokta eğilme testini yapmak için özel bir fikstür tasarlanıp üretilmiştir. Ağırlık kazancı eğrisi, gerilme-BŞD diyagramı, S-N ve rijitlik (stiffness) bozulma eğrileri oluşturulmuştur. Hibritleme ve tuzlu suyu koşullarının çekme, statik eğilme, yorulma ömrü ve eğilme rijitlik kaybı üzerindeki etkileri tartışılmıştır. Sonuçlar tüm kompozit numunelerin çekme ve eğilme özelliklerinin, şartlandırma süresi arttıkça bozulduğunu/azaldığını göstermektedir. Örneğin, BE kompozitlerinin çekme mukavemeti %21,11 oranında düşerken, CE kompozitleri sadece %9,09 oranında azalmıştır. Aynı şekilde, maksimum ve minimum çekme modülü kaybı sırasıyla BE (%17,12) ve BCGE (%8,68) hibrit kompozitlerde görülmektedir. En yüksek eğilme mukavemeti ve modül kaybı sırasıyla BE (%45,59) ve BCGE hibrit kompozitlerde (%11,18) görülmektedir. Bununla birlikte, BGE hibrit kompozitlerinin çekme mukavemeti, bazalt elyafların varlığı sayesinde GE'ye göre gelişme göstermiştir. Yorulma testi sonuçları, tuzlu su çözeltisi içerisinde şartlandırma süresi arttıkça tüm kompozit numunelerin eğilme yorulma özelliklerinin bir bozulma gösterdiğini ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

Nowadays, hybrid composites have been utilized in different sectors for critical structural parts due to their attractive properties like lower weight and higher strength & stiffness, better corrosion & wear resistance, and long fatigue life. On the other hand, fatigue is the most common cause of the structural collapse. Fatigue is a sudden failure of components below the maximum strength of the material when subjected to repeated loading. This thesis examines the influence of saltwater conditions on the tensile, flexural, and three-point bending fatigue properties of basalt, carbon, and glass fibers/epoxy hybrid composites. Five different composite plates: namely, Basalt/Epoxy (BE), Carbon/Epoxy (CE), Glass/Epoxy (GE), Basalt-Glass/Epoxy (BGE), and Basalt-Carbon-Glass/Epoxy (BCGE), were manufactured using Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM). The PST 650 jigsaw cutter was used to prepare the specimens as per ASTM D3039 and ASTM D7264 standards, and then it was immersed in a saltwater solution for 60 days, 120 days, and 180 days before the tests. The tests were performed using an Instron 8801 UTM with a 100 KN capacity, and the repeatability of the experiment was observed by testing three samples from each category. Moreover, a special fixture is designed and manufactured to conduct the static and fatigue three-point bending test. The weight-gain curve, stress-strain diagram, the S-N curve, and stiffness degradation curves were plotted. Moreover, the effects of hybridization and saltwater conditions on the tensile, flexural, fatigue life, and bending stiffness loss were discussed. The result shows that all composite samples' tensile and flexural properties degrade as the conditioning period increases. For example, the tensile strength of BE composites degraded by 21.11%, while CE composites only decreased by 9.09%. In the same way, the maximum and minimum loss of tensile modulus is observed in BE (17.12%) and BCGE (8.68%) hybrid composites, respectively. The highest flexural strength and modulus loss are in BE (45.59%) and BCGE hybrid composites (11.18%), respectively. However, the tensile strength of the unconditioned BGE hybrid composites shows improvement over the GE, thanks to the involvement of basalt fiber. The fatigue test results reveal that bending fatigue properties of all composite samples show a degradation as the conditioning period on saltwater solution increases.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    350466

    Synthesis, characterization and adsorption kinetic studies of nanocomposite decolorant resins

    Renk giderici nanokompozit reçinelerin sentezi, karakterizasyonu ve adsorpsiyon kinetiği çalışmaları

    SEHER UZUNSAKAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. NURSELİ UYANIK

  2. Tez No

    545327

    Nitrür esaslı seramik ince film kaplamaların deniz suyu ortamındaki tribokorozyon davranışlarının incelenmesi

    Investigation of tribocorrosion behaviour of nitride based ceramic thin film coatings in sea water

    SABRİ ALKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    DenizcilikBartın Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA SABRİ GÖK

  3. Tez No

    622592

    Cathodic Protection of Steel Components of Armoured Amphibious Vehicles in Marine Environment

    Zırhlı Amfibik Araçlarda Çelik Parçaların Deniz Suyunda Katodik Koruma Uygulaması

    RAUF AKSU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSHAK KARAKAYA

    YRD. DOÇ. DR. METEHAN ERDOĞAN

  4. Tez No

    77544

    Voltammetric determination of leao and cadmium ions in seawater saples from Aegea Sea coast

    Ege Denizi kıyılarından alınan deniz suyu örneklerinde kurşun ve kadmiyum iyonlarının voltametrik tayini

    TEMUÇİN ÜNLÜ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    KimyaEge Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NİL ERTAŞ

  5. Tez No

    182596

    Cam elyaflı kompozit malzemelerin atmosferik ortamda ve deniz ortamında yorulma simülasyonu

    Simulation of fatigue behaviour of E-glass fiber reinforced polyester composites in atmospheric and marine environments

    ENGİN ÜNAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Gemi MühendisliğiEge Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. TURGUT GÜRSEL

Geri Dön