Hibrit elyaf takviyeli kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of hybrid fiber reinforced composites
- Tez No: 919549
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERCAN ŞİMŞİR, DOÇ. İBRAHİM YAVUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Günümüzde giderek artan dayanıklı ve hafif malzeme ihtiyacını karşılamaya yönelik kompozit malzemeler üzerine yapılan çalışmalar önem kazanmıştır. Özellikle, sentetik ve doğal elyaf kaynaklarının farklı dizilim açılarıyla oluşturdukları kompozit yapılarının mekanik özellikleri üzerine yoğunlaşılmaktadır. Doğal elyaf olan kabak elyaf çevre dostu ve sürdürülebilir malzeme olması sebebi ile tercih edilmiştir. Yapay elyaf olarak ise yüksek mekanik özellikleri ve dayanımı sebebi ile karbon elyaf kullanılmıştır. Çalışmada, farklı yönlendirme açılarıyla dizilmiş karbon elyaf kumaş ile kabak elyafları hibrit şekilde kullanılmış ve bu yapının mekanik özellikleri araştırılmıştır. Yapılan bu çalışmada, kompozit tabaka üretimi için üst-alt katmanlar olarak karbon fiber kumaşların [0°], [90°] ve [45°] dizilim açıları kullanılmıştır. Çekirdek malzemesi olarak doğal kabak elyafı kullanılmıştır. Üretimlerde el yatırma ve sıcak pres kalıplama yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanan test numuneleri standartlara uygun boyutlarda hassas masa üstü şerit testere ile kesilmiştir. Hazırlanan deney numunelerinin düşük hızlı darbe, üç nokta eğme ve çekme testleri yapılmıştır. Darbe testlerinde maksimum dayanımları test edebilmek için her katman farklı enerjilerde test edilmiştir. Dört ve altı katmanlı numuneler sırasıyla 5-15 joule ve 10-20 joule faklı enerjilerde test edilmiştir. Dört katmanlı (0°, 45°, 90°) 5 J ve 15 J darbe enerjisi uygulanmış, 0° yönlendirme 5 J'de 3500 N, 15 J'de ise 6000 N ile en yüksek kuvvet kapasitesini göstermiştir. İki farklı yönlendirme kombinasyonlarına (45°-0°, 90°-0°, 90°-45°) ise 10 J ve 20 J darbe enerjisi uygulanmıştır. 45°-0° kombinasyonu, 20 J darbe enerjisinde 7200 N ile en yüksek kuvvet kapasitesine ulaşırken, 90°-45° kombinasyonu aynı enerjide 4000 N ile en düşük kuvvet kapasitesini sergilemiştir. Üç nokta eğme ve çekme test sonuçları, düşük hız darbe test sonuçlarını doğrulamaktadır. Elyaf takviyeli kompozitlerde elyaf dizilim açısının ve katman sayısının malzeme performansını önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Bu sonuçlar, fiber yönlendirme açısının kompozit malzemelerin darbe dayanımı üzerindeki belirleyici etkisini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Nowadays, studies on composite materials to meet the increasing need for durable and lightweight materials have gained importance. In particular, the focus is on the mechanical properties of composite structures formed by different alignment angles of synthetic and natural fiber sources. Natural fiber, gourd fiber, was preferred because it is an environmentally friendly and sustainable material. Carbon fiber was used as an artificial fiber due to its high mechanical properties and strength. In the study, carbon fiber fabric and gourd fibers aligned with different orientation angles were used in a hybrid manner and the mechanical properties of this structure were investigated. In this study, carbon fiber fabrics with alignment angles of [0°], [90°] and [45°] were used as upper and lower layers for composite layer production. Natural gourd fiber was used as the core material. Hand lay-up and hot press molding methods were used in production. Prepared test samples were cut with a precision table-top band saw in sizes appropriate to standards. Low-speed impact, three-point bending and tensile tests were performed on the prepared test samples. In order to test the maximum strengths in the impact tests, each layer was tested at different energies. Four and six layered specimens were tested at different energies of 5-15 joules and 10-20 joules, respectively. 5 J and 15 J impact energies were applied to four layers (0°, 45°, 90°), and 0° orientation showed the highest force capacity with 3500 N at 5 J and 6000 N at 15 J. 10 J and 20 J impact energies were applied to two different orientation combinations (45°-0°, 90°-0°, 90°-45°). While the 45°-0° combination reached the highest force capacity with 7500 N at 20 J impact energy, the 90°-45° combination exhibited the lowest force capacity with 4000 N at the same energy. Three-point bending and tensile test results confirm the low speed impact test results. It was observed that the fiber alignment angle and the number of layers in fiber-reinforced composites significantly affect the material performance. These results reveal the decisive effect of the fiber orientation angle on the impact resistance of composite materials.
Benzer Tezler
- Yüzey çatlaklı hibrit kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Research of mechanical properties of hybrid composites with surface cracks
KAAN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LÜTFİYE DAHİL
- Metal levha takviyeli polimer kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
ABDULSAMET KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiGümüşhane ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FİLİZ KARABUDAK
- Vakum ortamında elyaf takviyeli termoplastik kompozitlerin eriyik yığma metodu ile eklemeli üretimi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of fiber-reinforced thermoplastic composites produced by fused deposition modeling in a vacuum environment
BAHRİ BARIŞ VATANDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP GÜMRÜK
- Karbon kumaş takviyeli hibrit kompozit yapıların mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation about mechanical properties of hybrid carbon fabric reinforced composites
CANSU VAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ SERKAN SOYDAN
- Yivsiz tüfek dipçiklerinin elyaf takviyeli hibrit kompozitler ile üretilmesi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
The production of smoothbore rifle stocks with fiber-reinforced hybrid composites and investigation of their mechanical properties
HASAN BERKAY YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET TURAN DEMİRCİ