Effect of weaving patterns on the wettability and mechanical properties of 3D woven I-beam composites
Dokuma desenlerinin 3D dokuma ı-kiriş kompozitlerinin ıslanabilirliği ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisi
- Tez No: 904315
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜLYA CEBECİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu tez, havacılık ve otomotiv endüstrilerindeki yük taşıyıcı uygulamalar için 3D dokuma yöntemi kullanılarak üretilen I-kiriş ön formlarının üretimini ve farklı dokuma desenlerinin elde edilen kompozit yapıların mekanik özellikleri ve ıslanabilirliği üzerindeki etkisini incelemektedir. Araştırmada, dokuma kolaylığı nedeniyle 600 TEX E-cam elyafları tercih edilmiştir ve kumaş konsolidasyonunu sağlamak için oda sıcaklığında kürlenen termoset reçineler kullanılmıştır. 3D dokuma için donatılmış otomatik dokuma makinesi kullanılarak, iki farklı tasarıma sahip I-şekilli ön formlar üretilmiştir: LB-X, kirişin gövde bölgesinde bir X bağlantı noktasına sahipken, LB-I bu bağlantıdan yoksundur. Bu ön formlar, vakum destekli reçine infüzyonu yöntemi ile kompozit yapılara dönüştürülmüş ve bu süreç, boşluk oluşumunu en aza indirmek ve reçine ıslanabilirliğini artırmak amacıyla tasarlanmıştır. Bu I-kiriş kompozitlerinin mekanik performansı, 3 noktalı eğme ve basma testleri ile değerlendirilmiştir. Sonuçlar, LB-I tasarımının daha üstün mekanik özellikler sergilediğini ve maksimum 3725 N eğme kuvveti ile 28,7 kN basma kuvveti elde ettiğini göstermiştir. Ayrıca, bu yapıların üretimi sırasında reçine geçirgenliği ve ıslanabilirliği ayrıntılı bir şekilde incelenmiş ve mikroskobik analizler kullanılarak kompozitlerin kalite ve tutarlılığı değerlendirilmiştir. Bu detaylı inceleme, farklı dokuma desenlerinin reçine dağılımı ve mekanik davranış üzerindeki etkilerinin daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır. Sonuç olarak, potansiyel mekanik sorunlara yol açabilecek dokuma desenlerinin optimize edilmesiyle, I-kiriş kompozitlerinin eğilme ve basma dayanımlarında önemli iyileştirmeler elde edilmiştir. Araştırma, 3D dokuma yönteminin yalnızca delaminasyon direncini ve düzlem dışı mukavemeti artırmakla kalmayıp, aynı zamanda havacılık ve otomotiv uygulamaları için gerekli olan hafiflik özelliklerini koruduğunu göstermektedir. Bu yaklaşım, gelişmiş mekanik özellikler ve dayanıklılığa sahip yüksek performanslı kompozit yapılar üretmek için uygulanabilir bir çözüm sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The thesis explores the production of I-beam preforms using the 3D weaving method for load-bearing applications in the aerospace and automotive industries, with a particular focus on how weaving pattern variations affect the mechanical properties and wettability of the resulting composite structures. The research specifically employs 600 TEX E-glass fibers for their ease of weaving, paired with room-temperature curing thermoset resins to ensure effective fabric consolidation. Using an automatic weaving machine equipped for 3D weaving, I-shaped preforms were produced with two distinct designs: LB-X, which features an X connection point in the web region, and LB-I, which lacks this connection. These preforms were then transformed into composite structures using vacuum-assisted resin infusion, a process designed to ensure minimal void formation and enhance resin wettability. The mechanical performance of these I-beam composites was evaluated through both 3-point bending and compression tests. The results indicated that the LB-I design exhibited superior mechanical properties, with a maximum bending force of 3725 N and a compression force of 28.7 kN, outperforming the LB-X design. Additionally, the resin permeability and wettability of these structures were thoroughly investigated during composite production, with microscopic analysis used to assess the quality and consistency of the composites. This detailed examination allowed for a better understanding of how the different weaving patterns influenced resin distribution and mechanical behavior. In conclusion, the study demonstrates that altering the weaving patterns, particularly by optimizing those that could potentially lead to mechanical issues, results in significant improvements in the bending and compressive strengths of the I-beam composites. The research highlights the advantages of the 3D weaving method, which not only enhances delamination resistance and out-of-plane strength but also maintains the lightweight characteristics essential for aerospace and automotive applications. This approach presents a viable solution for producing high-performance composite structures with improved mechanical properties and durability.
Benzer Tezler
- Dokuma esnasında çözgü deformasyonunun belirlenmesi yöntemlerinin analizi ve geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
VOLKAN KAPLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RESUL FETTAHOV
- Dokuma sırasında çözgü gerginliğinin uzaktan algılama yöntemiyle bulunması
Remote detection warp tension during the weaving
VOLKAN KAPLAN
Doktora
Türkçe
2014
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET DAYIK
- Ev tekstili tasarımında desen tekrar biçimlerinin beğeniye etkisi
The effect of pattern repetition on appreciation in home textile design
NİHAN UZUNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Güzel SanatlarEskişehir Teknik ÜniversitesiEndüstriyel Sanatlar Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR CEYLAN
- Astarlık kumaşların mukavemetini etkileyen parametreler
Parameters which effect the strength of the lining fabrics
ÜMİT AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara ÜniversitesiTekstil Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİYE ÇEVİK İŞGÖREN