Investigation of kink bands formation under compression in carbon fibre reinforced composites
Karbon Fiber Takviyeli Kompozitlerde Basma Testi Altında Bükülme/Kıvrılma Bant Oluşumunun İncelenmesi
- Tez No: 918758
- Danışmanlar: PROF. DR. PHILIP WITHERS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: CFRP, kink band formation, fibre micro-buckling, splitting, image processing, in situ X-ray µ-CT
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The University of Manchester
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Karbon fiber takviyeli polimerler (KFTP'ler), hafifliğin harcamadan daha önemli olduğu gelişmiş mekanik özellikleri sayesinde havacılık ve otomotiv uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. KFTP'ler, genellikle çekme gerilmesinden %40 daha düşük olan basma gerilmesine karşı zayıf dirence sahiptir ve kompozit bileşenlerin basma dayanımını tahmin etmek için lif kırılması, delaminasyon ve matris ayrılması gibi çeşitli hata mekanizmaları geliştirilmiştir. Tek yönlü KFTP 'lerde uzunlamasına basma altında en önemli hata mekanizmalarından biri anlış hizalanmış lifler arasındaki kompozit bir yapıda aniden ve yıkıcı bir şekilde meydana gelen bükülme/kıvrılma mekanizmasıdır. Bu tezde, in situ X-ışını mikro bilgisayarlı tomografi tarama tekniği kullanılarak, dört nokta eğme testi ile oluşan basma yükü altındaki KFTP kuponlarında bükülme/kıvrılma bant oluşumuna sebep olan nedenleri araştırmak için yeni bir görselleştirme tekniği kullanılmıştır. Analizler, Dr. Ying Wang tarafından 2015 yılında yazılan“Damage Mechanisms with Kink-Band Formation in Unidirectional Fiber Composites”başlıklı doktora çalışması sırasında alınan yüksek çözünürlüklü görüntüler kullanılarak yapılmıştır. Bükülme/kıvrılma bantlarının, basma gerilmesine maruz kalan tarafta serbest çentik yüzeyine yakın başladığı ve artan lif dalgalanması ve kayma gerilimi ile numune içinde geliştiği gözlenmiştir. Bu çalışma, lif mikroburkulma, lif kıvrılması, uzunlamasına yarılmalar ve burkulma delaminasyonunun kıvrılma bandı oluşumunun başlangıcı olduğunu ve işbirliği içinde gerçekleştiğini doğrulamıştır. Bükülme/kıvrılma bandı oluşumu, lif bükülmesinin maksimum bükülme eğriliği, lif kıvrılmasının maksimum bükülme eğriliği kritik değere ulaştığında meydana gelir.
Özet (Çeviri)
Carbon fibre reinforced polymers (CFRPs) have been prevalently used in aerospace and automotive applications owing to their improved mechanical properties in which lightness is considered more than expenditure. CFRPs have poor resistance to compressive stress which is usually 40% lower than their tensile stress and various failure mechanisms such as fibre failure, delamination, and matrix splitting are developed in order to predict compressive strength of composite components. One of the most important failure mechanisms under longitudinal compression in unidirectional (UD) CFRPs is kinking failure which suddenly and catastrophically occurs in a composite structure between misaligned fibres. In this thesis, a novel visualisation technique has been utilised to investigate precursors to kink bands formation in CFRP coupons under compression incurred by four point bending (FPB) test by using in situ X-ray micro computed tomography (µ-CT) scanning technique. The analyses were performed by using the high resolution images captured during the PhD study entitled as“Damage Mechanisms Associated with Kink-Band Formation in Unidirectional Fibre Composites”written by Dr Ying Wang in 2015. It is observed that kink bands initiated on the compressive stress side near free notch surface and developed into the specimen with increasing fibre waviness and shear stress. This study confirmed that fibre microbuckling, fibre kinking, longitudinal splitting, and buckle delamination were the onset of kink band formation with the cooperative manner. Kink band formation occurs when maximum bending curvature of fibre kinking reaches a critical radius value at the highest curvature owing to compression damage mechanism accompanied by shear.
Benzer Tezler
- Pulsar magnetospheres and intra - pulse variability by plasmoid formation
Atarca manyetosferleri ve plazmoid oluşumu kaynaklı atım - arası değişkenliği
İBRAHİM CEYHUN ANDAÇ
Doktora
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAZIM YAVUZ EKŞİ
- Experimental and numerical investigation of mechanical effect of externally weak layers in thick hybrid composites
Kalın hibrit kompozitlerde diş yüzeylerde zayıf katmanların mekanik etkisinin deneysel ve sayısal incelenmesi
SAHER GUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiDOÇ. DR. BURCU SANER OKAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN KEFAL
- Cu(In,Ga)Se2 tabanlı güneş pillerinde gövde içi ve ara yüzey tuzak durumlarının incelenmesi
Investigation of bulk and interfacial defect states in Cu(In,Ga)Se2 based solar cells
ADEM DÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HABİBE BAYHAN
- First-principles investigation of graphitic nanostructures
Grafen tabanlı nanoyapıların ilk-prensip hesaplar ile incelenmesi
HÜSEYİN ŞENER ŞEN
Doktora
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
- Investigation of deformation and shape memory characteristics of thermoplastic polymers
Termoplastik polimerlerin deformasyon ve şekil hafıza özelliklerinin incelenmesi
CİHAN YİĞİTBAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSNÜ DAL