Geri Dön

A two-step computational homogenization approach for determination of elastic constants of hybrid composites

İki basamaklı hesaplamalı homojenleştirme yaklaşımı kullanarak hibrit kompozitlerin elastik sabitlerinin saptanması

  1. Tez No: 830789
  2. Yazar: MUSA BATIR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ERCAN GÜRSES
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 97

Özet

Karbon fiber takviyeli polimer kompozitler, takviye elemanı olarak karbondan ve matris olarak polimerden oluşur. Bu tür malzemeler benzersiz mekanik özellikler gösterir. Adezyon özelliklerinin yetersizliğinden dolayı, transvers mekanik özellikler eksenel özellikler kadar iyi değildir. Bu durum karbon takviyeli polimer kompozitlerin kullanım alanını kısıtlamaktadır. Karbon Nanotüpler (KNT), malzemenin transvers özelliklerini artırmak için bir arafaz olarak karbon fiberin yüzeyinde büyütülebilir. Bu malzemeye bulanık (fuzzy) fiber kompozit (BFK) veya hibrit kompozit denilmektedir. Üretilen malzemenin hem üretimi hem de karakterizasyonu çok zordur.\\ Çalışmanın temel amacı, bulanık fiber kompoziti homojenleştirme teknikleri yardımıyla karakterize etmektir. Mikromekanik ve hesaplamalı yöntemlerle, bu hibrit kompozitin efektif mekanik özelliklerini hesaplamak için iki aşamalı yeni bir homojenleştirme yöntemi önerilmektedir. Kademeli interfaz bölgesinin mekanik özelliklerini elde etmek için ilk önce mikromekanik bir yöntem izlenmektedir. Ara fazın homojenleştirilmiş özellikleri elde edildikten sonra temsili bir hacim elemanının sonlu elemenlar yöntemi yardımıyla analizleri gerçekleştirilmektedir.\\ Bu çalışma, önerilen iki aşamalı homojenleştirme yaklaşımını kullanarak birkaç parametrik çalışma yürütmektedir. KNT uzunluğunun, KNT hacim fraksiyonunun ve fiber hacim fraksiyonunun etkisi araştırılmaktadır. Parametrik çalışmalar mühendislik malzeme sabitleri üzerinden yapılmaktadır. Mühendislik malzemesi sabitleri, iki aşamalı homojenleştirme yaklaşımıyla elde edilen konstitütif modelin etkin esneklik tensöründen hesaplanmaktadır.

Özet (Çeviri)

Carbon-fiber-reinforced polymer composites consist of carbon as a reinforcement element and polymer as a matrix. This kind of material shows unique mechanical properties. Because of the deficiency of adhesion properties, transverse mechanical properties are not as good as longitudinal properties. This restricts the use of carbon-reinforced polymer composites. Carbon Nanotubes can be grown on the surface of carbon fiber as an interphase to increase the transverse properties of the material. This material is called fuzzy fiber composites (FFC) or hybrid composites. Both the manufacturing and the characterization of the produced material are very challenging.\\ The study's main aim is to characterize the fuzzy fiber composite with the help of homogenization techniques. By using micromechanical and numerical methods, a new two-step homogenization method is proposed to calculate the effective mechanical properties of this hybrid composite. At first, a micromechanical method, i.e., Mori-Tanaka, is followed to obtain the mechanical properties of the graded interphase region. FEM analyses are conducted for a representative volume element (RVE) after determining the interphase's homogenized properties.\\ This study conducts several parametric studies using the proposed two-step homogenization approach. The effects of CNT length, CNT volume fraction, and fiber volume fraction are investigated. Parametric studies are performed via engineering material constants. Engineering material constants are calculated from the effective elasticity tensor of the constitutive model obtained by the two-step homogenization approach.

Benzer Tezler

  1. Rastgele yönlendirilmiş karbon nanotüp takviyeli kompozitlerin modellenmesi

    Modelling of randomly oriented carbon nanotube reinforced composites

    EMRE KÖROĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

  2. İstanbul Metro tünellerinin flac bilgisayar programı ile modellenmesi

    Modelling of tunnels of İstanbul subway with flac computer software

    OKAN ÖZBAKIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yeraltı Maden İşletmeciliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERGİN NASUF

  3. A two-step approach for the integrated multi item production/distribution planning problem under shipment consolidation considerations

    Çok ürünlü entegre üretim/dağıtım planlama problemine sevkiyat konsolidasyonunu göz önüne alan iki aşamalı bir yaklaşım

    ALİ SERDAR TAŞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. LATİF SALUM

  4. Computational aeroacoustic: Euler formulation

    Sayısal aeroakustik: Euler formülasyonu

    BÜLENT İMAMOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ ECDER

  5. Development of a two dimensional evler solver using finite element method for internal flows

    İç akışlar için sonlu elemanlar yöntemi ile iki boyutlu evler çözücüsü geliştirilmesi

    H.SERDAR LÜLE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1995

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. M. HALUK AKSEL