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: Uçak Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering, 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: Belirtilmemiş.
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
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Doğuştan kalça çıkıklı hastalarda kalça patolojilerinin bilgisayarlı tomografi ile değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
NECDET ŞÜKRÜ ALTUN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Ortopedi ve TravmatolojiGazi ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ORHAN ASLANOĞLU
- Makro besin elementlerinin (NPK) İzmir'de Mayıs ayında açığa dikilen 4-6 cm çevre büyüklüğündeki Gladiolus cinsine ait“hunting song”ve“Novalüx”kültür çeşitlerinin yumrularının gelişmeleri üzerine etkileri
Başlık çevirisi yok
TAHA ALİ AMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN HATİPOĞLU
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER