Tanecik takviyeli polimer matrisli kompozit malzemelerin fiziksel, mekanik özelliklerinin modellenmesi ve sonlu elemanlar yöntemi ile doğrulanması
Modeling of physical, mechanical properties of particle reinforced polymer matrix composite materials and its verification by finite element method
- Tez No: 804271
- Danışmanlar: PROF. DR. BİLAL DEMİREL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Digimat, ANSYS, Kompozit, Kalsit, Polipropilen, Mekanik özellikler, Sonlu elemanlar yöntemi, Çok-boyutlu modelleme, Digimat, ANSYS, Composite, Calcite, Polypropylene, Mechanical properties, Finite element method, Multi-scale modeling
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Bu tez çalışmasında kalsiyum karbonat (CaCO3) takviyeli polipropilen (PP) matrisli kompozit malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda; ağırlıkça % 5, % 15, % 30, % 60 katkı oranları belirlenerek çift vidalı ekstrüder yardımıyla CaCO3/PP kompozit peletler hazırlanmıştır. Daha sonra CaCO3/PP kompozit peletlerden dikey enjeksiyon kalıplama yöntemi ile mekanik test numuneleri üretilmiştir. Kompozit malzemelerin karakterizasyonuna yönelik olarak partikül boyut analizi, XRD, TGA, DSC, FTIR, SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Son olarak kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek için çekme ve üç nokta eğme testleri gerçekleştirilmiştir. Simülasyon çalışmalarında ise ağırlıkça % 5, % 15, % 30, % 60 katkı oranlarındaki CaCO3/PP kompozit malzemelerin çekme ve eğilme dayanımı Digimat-Mean Field (MF) homejenizasyon tekniği ve ANSYS sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Simülasyon çalışmalarında iki aşamalı çok-boyutlu modelleme yaklaşımı kullanılmıştır. İlk aşamada Digimat-MF kompozit modelleme yazılımı kullanılarak CaCO3/PP kompozit yapıların mikro-mekanik özellikleri elde edilmiştir. İkinci aşamada ise ANSYS yazılımı içerisinde Digimat arayüzü oluşturularak CaCO3/PP kompozit malzemelerin çekme ve üç nokta eğme testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son kısmında ise CaCO3/PP kompozit malzemelerin çekme ve eğilme dayanımları deneysel ve simülasyon çalışmaları ile karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the physical and mechanical properties of calcium carbonate (CaCO3) reinforced polypropylene (PP) matrix composite materials were investigated. In experimental studies; by determining 5%, 15%, 30%, 60% by weight additive rates, CaCO3/PP composite pellets were prepared with the help of twin screw extruder. Then, mechanical test specimens were produced from CaCO3/PP composite pellets by vertical injection molding method. Particle size analysis, XRD, TGA, DSC, FTIR, SEM analyzes were performed for the characterization of composite materials. Finally, tensile and three-point bending tests were performed to determine the mechanical properties of composite materials. In simulation studies, the tensile and flexural strength of CaCO3/PP composite materials at 5%, 15%, 30%, 60% by weight additives were analyzed using Digimat-Mean Field (MF) homogenization technique and ANSYS finite element method. Two-stage multi-scale modeling approach was used in the simulation studies. In the first stage, micro-mechanical properties of CaCO3/PP composite structures were obtained using Digimat-MF composite modeling software. In the second stage, the tensile and three-point bending tests of CaCO3/PP composite materials were carried out by creating a Digimat interface within the ANSYS software. In the last part of the study, the tensile and flexural strengths of CaCO3/PP composite materials were compared with experimental and simulation studies.
Benzer Tezler
- Manufacturing and characterization of polymer composites by using selective laser sintering 3D printing method
Seçici lazer sinterleme 3D baskı yöntemiyle polimer kompozitlerin üretim ve karakterizasyonu
BURÇİN ÖZBAY
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Hidrofobik dolgu içeren polimerik kompozitlerin uzun dönem su emme davranışlarının incelenmesi
Investigation of long-term water absorption behavior of polymer composites containing hydrophobic filler
NURTEN EKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET GALİP İÇDUYGU
- Investigation of effect of filler on mechanical properties of fiber reinforced polymer matrix composites
Dolgu maddelerinin polimer matrisli kompozitlerin mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
HARİS LİGATA
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÜNDÜZ BİLİR
DOÇ. DR. LEVEND PARNAS
- Hibrit lif ve mineral takviyeli yüksek performanslı polimer kompozit boru üretiminin araştırılması
Investigation of the production of hybrid fiber and mineral reinforced high performance polymer composite pipe.
ÖZCAN ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriDüzce ÜniversitesiDisiplinlerarası Kompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN SUBAŞI
- Gemi kökenli atık olarak elyaf takviyeli plastik kompozitlerin ömür döngüsü yönetimi
Life cycle management of fiber reinforced plastics as ship originated waste materials
VURAL AYTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKDENİZ NEŞER