Analysis of adhesively bonded composite aerospace structures developed by laser surface treatment
Lazer yüzey işlemiyle geliştirilen yapıştırma bağlantılı kompozit havacılık yapılarının analizi
- Tez No: 812826
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN TANOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Çeşitli birleştirme teknikleri arasından yapıştırıcı ile birleştirme, havacılık yapıları üzerindeki çentikleri ve süreksizliği önlemesi nedeniyle mekanik bağlantı elemanlarına karşı uygun bir alternatiftir. Yapıştırma bağlantı yapıların performansı yapıştırılan yüzeyin durumuyla doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle, yapışma bağlantı performansını iyileştirmek için son zamanlarda geliştirilen yeni bir yöntem olan lazer yüzey işleme tekniği CFRP yapılar için uygun hale gelmiştir. Fakat, kırılma mukavemetini ve mekanizmasını tahmin etmek, yapıştırıcıyla birleştirilmiş kompozit yapılar içeren uçak yapılarının tasarımı için hayati önem taşımaktadır. Bu tezin kapsamı, lazer yüzey işlemli uygulanmış CFRP yapıların, özellikle uçak kanat bileşenlerinin arasındaki yapışma bağlantı davranışının değerlendirilmesi ve doğrulanmasından oluşmaktadır. Bu amaçla, ikincil birleştirme yöntemi ile üretilmiş test kuponlarının hem deneysel hem de sayısal incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma, kupon ve eleman düzeyinde mekanik test düzenekleri ile yapışma davranışının deneysel olarak ortaya konulmasının yanı sıra, bu yapıların sonlu elemanlar analizi sayesinde bilgisayar ortamında simüle edilmesi sonucunda hasar yükünün ve büyümesinin tahmin edilmesini içermektedir. Bu bağlamda, DCB, ENF, SLJ ve SSJ testleri ile lazer yüzey işleminin sade ve karışık mod davranışlar üzerindeki etkilerinin gözlemlenmesinin yanında, makro ölçekte 2D ve 3D modeller kullanılarak ve CZM tekniği sayesinde mekanik testlere özdeş geometriler sayısal olarak analiz edilmiştir. Bu esnada, yenilikçi bir karakterizasyon çalışması ve ortaya konulan TSL parametre tanımlama yöntemi sayesinde sayısal analiz başarılı bir şekilde beslenmiştir. Sonuç olarak, uygulama metodolojisine ek olarak, deneysel ve sayısal sonuçların karşılaştırılması ile uygulanan sonlu elemanlar yönteminin yetenekleri ve uygunluğu tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Among the various joining techniques, adhesive bonding is a feasible alternative to mechanical fasteners to prevent incisions and discontinuity on aerospace structures. The performance of the bonded structures highly depends on the adhesion strength, which is directly related to the condition of the bonding surface. It is for this that laser surface treatment, a recently developing technique to improve bonding performance, has become suited for CFRP structures. Yet, predicting the failure strength and mechanism is vital for designing primary aircraft structures involving adhesively bonded composite structures. The scope of this paper consists of the validation and evaluation of adhesive bonding behavior in the case of joining between laser surface-treated CFRP structures, in particular, components of an aircraft wing box. To this end, both the experiment and numerical investigations of the secondary bonded coupons were examined. This study, in other words, includes experimentally revealing the bonding behavior through coupon and element-level mechanical test setups, as well as the simulation of those structures in the computer environment by performing FEA to predict the failure load and damage growth. In this regard, besides observing the effects of the laser surface treatment on the pure and mix-mode behaviors by means of the DCB, ENF, SLJ, and SSJ tests, identical specimens were numerically analyzed by utilizing macro-scale 2D and 3D models, employing the CZM technique. Meanwhile, a novel characterization study and the resulting TSL parameter identification method were achieved for an accurate numerical analysis. Eventually, in addition to the application methodology, the capabilities and appropriateness of the presented FEA method were discussed, comparing experimental and numerical results.
Benzer Tezler
- Dynamic and mechanical performance of adhesively bonded single lap composite joints with different fiber angle orientations of adherends
Tek bindirme yöntemiyle yapıştırılmış farklı elyaf açısı yönlendirmelerine sahip kompozit yapıların dinamik ve mekanik performansı
SEFİYE BUSE ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAT KADIOĞLU
- Failure analysis of adhesively bonded cfrp joints
Yapıştırmalı kompozit bağlantıların hasar analizi
SEDA DAYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Darbe hasarına maruz kalan sandviç kompozitlerin statik mukavemetinin incelenmesi
Investigation of static strength of sandwich composites subjected to impact damage
ABDULLAH İKİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Coumarines as masked phenols for amide functional benzoxazines
Amid fonksiyonlu benzoksazin sentezinde kumarinlerin kullanımı
BÜŞRA GİZEM KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ KIŞKAN
- Multifaceted characterization and optimization of aerospace grade thermoplastic composites joints: Advances in surface treatments, mechanical performance, and environmental resilience
Havacilik ve uzay sinifi termoplastik kompozit bağlantilarin çok yönlü karakterizasyonu ve optimizasyonu: Yüzey işlemleri, mekanik performans ve çevresel koşullarda dayaniklilik alanindaki gelişmeler
CEREN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiSabancı ÜniversitesiÜretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIZ