Delik içeren grafen katkılı karbon/epoksi nanokompozit plakaların mekanik özellikleri ve hasar analizi
Mechanical properties and failure analysis of graphene enhanced carbon/epoxy nanocomposite laminates containing a hole
- Tez No: 796150
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ELMAS SALAMCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kompozit Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Grafen nanotozlar üstün mekanik, termal ve elektriksel özelliklere sahip oldukları için nano partikül takviyeli kompozit alanında oldukça ilgi çekmektedirler. Kompozit yapılardaki delikler veya süreksizlikler yapıda gerilim konsantrasyonu oluşturduğu için yapının dayanımını oldukça düşürmektedir. Literatürde grafen nanotoz katkısının delikli kompozitlerin dayanımına etkisi araştırılmamıştır. Bu tez çalışmasının kapsamında grafen nanotoz katkısının delikli kompozitlerin dayanımlarına etkisi incelenmiştir. Takviye elemanı olarak karbon fiber, matris elemanı olarak epoksi ve katkı elemanı olarak grafen nanotoz kullanılmıştır. Karbon/epoksi nanokompozit plakalar katkısız, ağırlıkça %0,15; %0,30; %0,45 ve %0,60 grafen nanotoz katkılı olarak üretilmiştir. Grafen nanotozun epoksi içerisinde homojen dağıtımı için iki saat mekanik karıştırma ve bir saat sonikasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Plakaların üretimi işleminde vakum infüzyon yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen plakalar test standartlarına uygun bir şekilde su jeti yardımıyla kesilmiştir. Yakma testi, üç nokta eğme testi, çekme testi, V-çentikli makaslama testi ve açık delik çekme testleri icra edilmiştir. Gerçekleştirilen testlerde grafen nanotoz katkılı numuneler ile katkısız numunelerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Yakma testine grafen nanotoz oranı arttıkça yapıda bulunan boşluk hacim oranının artığı gözlemlenmiştir. Üç nokta eğme testinde ise %0,45 grafen nanotoz katkılı numunelerde maksimum dayanım gözlemlenmiştir. Yapılan açık delik çekme testi, çekme testi ve V-çentikli makaslama testinde en yüksek dayanım değeri %0,3 grafen nanotoz katkılı numunelerde gözlemlenmiştir. Tüm grafen katkılı numunelerin katkısız numunelere kıyasla dayanım, elastik modülü ve tokluklarında artış gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Graphene nanoplatelets are of great interest in the field of nanoparticle reinforced composites because they have superior mechanical, thermal and electrical properties. Hole or discontinuities in composite structures significantly reduce the strength of the structure because they create a stress concentration in the structure. In addition, the effect of graphene nanoplatelets additive on the strength of composite containing a hole has not been studied in the literature. Within the scope of this thesis, the effect of graphene nanoplatelets additive on the strength of composite containing a hole was investigated. Carbon fiber was used as the reinforcing element, epoxy as the matrix element and graphene nanoplatelets as the additive element. Carbon/epoxy nanocomposite plates are produced as non-doped and doped by weight 0,15%; 0,30%; 0,45% and 0,60% graphene nanoplatelets. For the homogeneous distribution of graphene nanoplatelets in epoxy, two hours of mechanical mixing and one hour of sonication were performed. The vacuum infusion method was used for the production process of the plates. The composite plates were cut with the water jet in accordance with the test standards. Burning test, three point bending test, tensile test, V-notch shear test and open hole tensile tests were performed. After the tests, the results of graphene nanoplatelets doped samples and non-doped samples were compared. In the burning test, it was observed that as the graphene nanoplatelets ratio increased, the void volume ratio in the structure increased. In the three-point bending test, the maximum strength was observed in samples doped with 0.45% graphene nanoplatelets. In the open hole tensile test, tensile test and V-notch shear test, the highest strength value was observed in 0.3% graphene nanoplatelets doped samples. It was observed that the strength, elastic modulus and toughness of all graphene-doped samples are greater than non-doped samples.
Benzer Tezler
- Micro/nano-engineered techniques for enhanced pool boiling heat transfer
Havuz kaynaklı ısı transferi için mikro / nano mühendisli teknikleri
ABDOLALİ KHALILI SADAGHIANI
Doktora
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KOŞAR
- High performance floating gate memories using graphene as charge storage medium and atomic layer deposited high-k dielectric layers as tunnel barrier
Yük depolama ortamı olarak grafen, tünelleme bariyeri olarak atomik katman kaplama tekniğiyle üretilmiş yüksek-k dielektrik kullanılarak oluşturulan yüksek performanslı ikincil kapılı hafıza yapıları
DENİZ KOCAAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA
- Dairesel delik içeren öngerilmeli fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden oluşan şerit plakların sonlu elemanlar yöntemi ile statik analizi
Static anaysis of fgm pre-stressed plate-strip contained circular hole with fem
MEHMET CAN ATASAYANLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriYıldız Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜLKÜ YEŞİL
- Dikdörtgen delik içeren kompozit şerit-levhaların eğilmesindeki gerilme yığılması problemleri
The Problems on the concentration in the strip-plates containing a rectangular hole
ALKIZ MERMER YÜCEL
Doktora
Türkçe
2003
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SURKAY AKBAROV
- Tekli ve ikili delik içeren yarım uzayda titreşim problemi
Vibration problem of a half space including single or twin cavities
AYDIN ÖZMUTLU
Doktora
Türkçe
2010
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ENGİN