Süper elastik şekil hafızalı alaşım liflerinin tasarlanmış çimento esaslı kompozitlerin mekanik ve dinamik özelliklerine etkisi
Effect of super elastic shape memory alloy fibers on mechanical and dynamical properties of engineered cementitious composites
- Tez No: 811270
- Danışmanlar: PROF. DR. SAVAŞ ERDEM, DOÇ. DR. MİNGZHONG ZHANG
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 155
Özet
Bu tez çalışmasının amacı yüzey özellikleri nanoteknolojik yöntemlerle iyileştirilmiş polivinil alkol lif (PVA) ile üretilecek tasarlanmış çimento esaslı kompozitlere (ECC) süperelastik şekil hafızalı alaşım (SMA) lif ilavesinin kompozitin mekanik ve dinamik özelliklerine etkilerini araştırmaktır. Hibrit lifli ECC'nin işlenebilirliği, basınç özellikleri, eğilme ve çekme dayanımları, rötre ve ağırlık düşürmeli çarpma performansı için bir dizi test gerçekleştirilmiştir. 3D Fraktal çatlak analizi ve mikro yapısal incelemenin yanı sıra, deformasyon sertleşmesi, çoklu mikro çatlak performansı ve içyapı hasar özellikleri mikro ve nano yapısal karakterizasyon analizleri ile değerlendirilmiştir. Basınç dayanımı, yüzey özellikleri nano grafit ile iyileştirilmiş PVA (GPVA) liflerle üretilen kompozitlerde hidrofiliklik derecesinin azalmasına bağlı olarak artış göstermiştir. Eğilme performansında ise sadece SMA ilavesi ile yaklaşık %100'e yakın artış, hem GPVA hem de SMA lif ilavesi ile ise yaklaşık %300'e yakın artış elde edilmiştir. Çekme yüklemesi altındaki dayanım iyileşmesinin yanında, çekme düktilitesi değeri %2'yi aştığı için hibrit lifli bu kompozitlerin yapısal onarım uygulamalarında da kullanılabileceği belirtilmektedir. Sadece mekanik yükler altında değil, dinamik yükler altında da yüksek performans sergileyen kompozitlerin SMA ilavesi ile çatlak iyileştirme özellikleri de araştırılmıştır. Bilgisayarlı tomografi görüntüleri ile kontrol edilen içyapıda homojen olarak dağılabilen SMA lif miktarının çatlak boyutlarındaki azalma ile doğrusal olarak ilişkili arttığı da ortaya konulmuştur. Böylece bu tez kapsamında GPVA ve SMA liflerle üretilen ECC'lerin hem yapı ve deprem mühendisliği açısından, hem de kritik öneme sahip yapıların yapımı ve hızlı tamirine imkan verebilecek son derece faydalı yeni nesil bir kompozit olarak değerlendirilebileceği sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to investigate the effects of superelastic shape memory alloy (SMA) fiber addition on the mechanical and dynamic properties of the Engineered Cementitious Composites (ECC) are produced with polyvinyl alcohol fiber (PVA), whose surface properties are improved by nanotechnological methods. A series of tests were performed to characterize the flowability, compressive properties, flexural and tensile strengths, shrinkage, and drop-weight impact performance of the hybrid fiber ECC. In addition to 3D Fractal crack analysis and microstructural analysis, strain hardening, multiple microcrack performance, and internal structure damage properties were evaluated by micro and nanostructural characterization analyses. The compressive strength has increased for the composites produced with GPVA (PVA fibers improved surface properties). In the flexural performance, an increase of approximately 100% was obtained with the addition of SMA fiber and an increase of approximately 300% with the addition of both GPVA and SMA fiber. In addition to the improvement in strength under uniaxial tensile loading, it can be recommended that these hybrid fiber composites can also be used in structural repair applications as the tensile ductility values exceed 2%. Composites, which exhibit high performance not only under mechanical loads but also under dynamic loads, were also investigated for crack healing properties. It was also revealed that the amount of SMA fiber homogeneously dispersed in the internal structure controlled by computed tomography images increased linearly with the decrease in crack sizes. Thoroughly, the ECCs produced with the hybridization of GPVA and SMA fibers can be evaluated as a considerably useful new-generation composite that can enable the structural and earthquake engineering, the construction, and rapid repair of critical structures.
Benzer Tezler
- Yüksek sıcaklık, yaşlandırma ve kriyojenik koşulların nikel-titanyum şekil hafızalı alaşımların mekanik özelliklerine ve faz dönüşüm sıcaklıklarına etkisi
The effect of high temperature, aging and cryogenic conditions on mechanical properties and phase transformation temperatures of nickel-titanium shape memory alloys
SEDAT GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÖKKAYA
- Analysis of crack initiation in edge cracked niti shape memory alloy plate
Nıtı şekil hafızalı alaşım plakanın kenar çatlak başlangıcı analizi
ONAT BAYKARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAN ALKAN
- Bundling shape memory alloy wires to improve frequency response and payload lifting capability
Frekans cevabının iyileştirilmesi ve taşınabilecek yükün artırılması için şekil hafızalı alaşımların demet olarak kullanılması
SANİYE DİNDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENİZ ERTUĞRUL
- Investigation of mechanical and metallurgical properties of shape memory nitinol based wires
Şekil hafızalı nitinol esaslı tellerin mekanik ve metalurjik özelliklerinin incelenmesi
ABUBAKER J. AMIR IRHAYIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL ESEN
- Şekil hafızalı implant malzemelerinin vücut içi uygulamalara yönelik olarak geliştirilmesi
Development of shape memory implant materials for in vivo applications
LEVENT ÖNCEL
Doktora
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ERCAN AÇMA