Yeni nesil sıvı termoplastik Elium® reçinesi ile yapıştırılmış alüminyum-ftp kompozit yapıların mod I ve mod II kırılma davranışlarının incelenmesi
Investigation of mode I and mode II fracture behavior of aluminum-ftp composite structures bonded with new generation liquid thermoplastic Elinium® resin
- Tez No: 914756
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL BURAK KAYBAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Amasya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Fiber takviyeli termoplastik kompozitler, geri dönüştürülebilirlikleri, yeniden işlenebilirlikleri ve yüksek mukavemet/ağırlık oranları sayesinde çeşitli endüstrilerde büyük ilgi görmektedir. Bununla birlikte, termoplastik polimer matrislerinin yüksek erime viskozitesi ve lif emprenyesindeki zorluklar, bu malzemelerin kullanım alanlarını sınırlamaktadır. Diğer yandan, Elium® reçinesi gibi termoplastik monomerler, vakum infüzyonu ve reçine transfer kalıplama gibi yöntemlerle oda sıcaklığında lif emprenyesine olanak tanıyan yenilikçi çözümler sunmakta ve çeşitli üretim yöntemleri ile Elium® matrisli fiber takviyeli kompozitlerin geliştirilmesi devam etmektedir. Endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmadan önce, Elium® matris kompozitlerin mekanik performanslarının tam olarak anlaşılması büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışması, cam, karbon ve bazalt fiber takviyeli Elium® matrisli kompozit malzemelerin alüminyum bileşenleri ile oluşturduğu yapının kırılma davranışlarını incelemektedir. Çalışma kapsamında, bu kompozit-alüminyum yapıların mekanik performanslarını değerlendirmek amacıyla çift konsollu kiriş (DCB) ve uç çentikli eğilme (ENF) testleri ile tek bindirme bağlantılı çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Bu testler, Mod-I ve Mod-II koşulları altında tabakalar arası çatlak ilerleme davranışını, çatlak oluşumu sırasında ya da ilerlemesi esnasında açığa çıkan enerji miktarını ve ara yüzeylerdeki mekanik performansı değerlendirmekte ve farklı takviye türleri arasında kıyaslamaktadır. Özellikle tek bindirme bağlantılı çekme testleri, alüminyum-kompozit ara yüzeyindeki kayma gerilmelerini ve yük taşıma kapasitelerini ortaya koymaktadır. Ayrıca, kompozitlerin kırılma hasar görüntüleri mikroskop kullanılarak analiz edilmiş ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Düşük viskozite, termoform edilebilirlik ve geri dönüştürülebilirlik gibi özellikleriyle Elium® reçinesi, yenilikçi ve sürdürülebilir kompozit sistemler için umut vadeden bir matris malzeme olarak öne çıkmaktadır. Bu araştırma, Elium® matrisli fiber takviyeli kompozitlerin kırılma mekaniklerine dair değerli bilgiler sunmakta ve bu malzemelerin hasara dayanıklı uygulamalar için uygunluğunu artırmayı hedeflemektedir. Elde edilen bulgular, sürdürülebilir kompozit malzeme geliştirme süreçlerine katkıda bulunarak, yüksek performanslı ve geri dönüştürülebilir kompozitlerin endüstriyel kullanımını desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
Fiber-reinforced thermoplastic composites have garnered significant attention across various industries due to their recyclability, reprocessability, and high strength-to-weight ratios. However, the high melt viscosity of thermoplastic polymer matrices and challenges in fiber impregnation limit their application areas. On the other hand, thermoplastic monomers like Elium® resin offer innovative solutions by enabling fiber impregnation at room temperature through methods such as vacuum infusion and resin transfer molding, with ongoing advancements in the development of Elium® matrix-based fiber-reinforced composites via various manufacturing techniques. Fully understanding the mechanical performance of Elium® matrix composites is crucial before their widespread use in industrial applications. This thesis investigates the fracture behavior of structures composed of Elium® matrix composites reinforced with glass, carbon, and basalt fibers combined with aluminum components. To evaluate the mechanical performance of these composite-aluminum structures, double cantilever beam (DCB) and end-notched flexure (ENF) tests, along with single lap joint tensile tests, were conducted. These tests assessed interlaminar crack propagation behavior under Mode-I and Mode-II conditions, the energy released during crack initiation and propagation, and interfacial mechanical performance, allowing comparisons among different reinforcement types. In particular, the single lap joint tensile tests revealed shear stresses and load-carrying capacities at the aluminum-composite interface. Additionally, fracture damage images of the composites were analyzed using microscopy and compared across samples. With its properties of low viscosity, thermoformability, and recyclability, Elium® resin emerges as a promising matrix material for innovative and sustainable composite systems. This study provides valuable insights into the fracture mechanics of Elium® matrix composites and aims to enhance their suitability for damage-resistant applications. The findings contribute to the development of sustainable composite materials, supporting the industrial adoption of high-performance, recyclable composites.
Benzer Tezler
- Yeni nesil termoplastik masterbatchlerden hidrosefali şantlarının üretilmesi ve 3D tasarımı
Manufacturing and 3D design of hydrocephalis shunts from new generation thermoplastic masterbatch
GÖZDE ÖZLEM KINOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN CEYHAN
- Development of novel thermal conductive polymer nanocomposites
Yeni nesil termal iletken polimer nanokompozitlerin geliştirilmesi
ELİFTEN SEMERCİ
Doktora
İngilizce
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
DOÇ. DR. TUBA ERDOĞAN BEDRİ
- Reaktif termoplastik reçine ile sürekli elyaf takviyeli kompozit üretilmesi ve alev geciktiricilerin etkilerinin tespiti
Production of continuous fiber reinforced composite with reactive thermoplastic resin and determination of the effects of flame retardants
AYTAÇ SUBAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Giyilebilir elektronik ve sağlık izleme için polivinilidenflorür esaslı sensörlerin geliştirilmesi
Development of polyvinylidenefluoride based sensors for wearable electronics and health monitoring
SEÇİL PEKER ADIGÜZEL
Doktora
Türkçe
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVRA ERCAN