Cam-karbon elyaf destekli kompozit yapıların farklı eksenlerdeki mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical properties of glass-carbon fiber reinforced composite structures in different axes
- Tez No: 963774
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ DEMİRYÜREK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Textile and Textile Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Cam ve karbon elyaf destekli kompozitler uzay ve havacılık, otomotiv, savunma sanayi, endüstriyel bileşenler, rüzgâr türbin kanadı gibi birçok alanda hafif ve mukavemetli yapıların geliştirilmesi için kullanılmaktadır. Takviye elyafı, kompozitlerin mekanik özelliklerini belirleyen en önemli unsurlardandır. Kompozit oluşturma aşamasında takviye lifleri farklı açılarda sarılarak yapının birçok eksende dayanımı sağlanmaktadır. Elyaf, iplik ve kumaş formundaki takviye elemanları farklı amaçlarla kompozit haline getirilebilmektedir. Özellikle rüzgâr türbin kanadı gibi uygulamalarda şerit formundaki filament lifler yapı üzerine sarılarak üretim yapılmaktadır. Mevcut çalışmada şerit formundaki cam ve karbon filament liflerin tek başına ve bir arada kullanılarak 1 kat, 2 kat ve 3 kat olacak şekilde epoksi matriks ile el yatırması yöntemi kullanılarak metal kalıp üzerinde kompozit yapılar üretilmiştir. Kalıp yüzeyine ayırıcı olarak sıvı PVA uygulanmıştır. Takviye lifleri yapıya 0o ve/veya 90o açılarda yerleştirilmiştir. Farklı eksenlerden gelen yüklere karşı kompozitin dayanımın inceleyebilmek için bu yapılardan 0o, 45o ve 90o derece açılarda numuneler kesilerek mekanik özellikleri test edilmiştir. Tek kat kompozitlerde 0o açıda maksimum dayanım elde edilmişken 90o açıda minimum dayanım görülmüştür. İki katlı yapılarda 0o ve 90o açılarda maksimum mekanik dayanım görülürken 45o açıda ise minimum dayanım gözlenmiştir. 3 katlı yapılarda çekme ekseninde 2 kat olan numunelerde maksimum, tek kat olanlarda çift kat olanlara kıyasla daha az dayanım görülürken 45o açıda minimum dayanım görülmüştür. Karbon lif destekli yapılarda cam lifi destekli yapılara göre daha iyi dayanım değerleri elde edilmiştir. Kompozit yapıların dayanımının takviye elemanının bulunduğu açıya doğrudan bağlı olduğu değerlendirildiğinden kompozit yapı tasarlanırken takviye elemanlarının sarım açısının kompozitin maruz kalacağı yük eksenine paralel olarak belirlenmesinin faydalı olacağı sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Glass and carbon fiber reinforced composites are used in the development of lightweight and high-strength structures across various fields such as aerospace, automotive, defense industry, industrial components, and wind turbine blades. The reinforcing fiber is one of the most critical elements determining the mechanical properties of composites. During the composite manufacturing process, reinforcing fibers are wound at different angles to ensure strength along multiple axes. Reinforcement elements in the form of fibers, yarns, and fabrics can be combined into composites for different purposes. Especially in applications such as wind turbine blades, filament fibers in strip form are wound directly onto the structure. In the present study, composite structures were produced on a metal mold using the hand lay-up method with an epoxy matrix by utilizing strip-form glass and carbon filament fibers both individually and in combination, in 1-layer, 2-layer, and 3-layer configurations. Liquid PVA was applied to the mold surface as a release agent. Reinforcement fibers were placed at 0o and/or 90° angles within the structure. To evaluate the composite's resistance to loads from different directions, specimens were cut at 0o, 45o, and 90o angles and subjected to mechanical tests. In single-layer composites, maximum strength was observed at 0o, while minimum strength was noted at 90o. In two-layer structures, maximum mechanical strength was recorded at 0o and 90o, whereas the minimum was at 45o. In three-layer composites, maximum tensile strength was observed in samples with two layers aligned along the tensile axis, while structures with a single layer showed lower strength compared to double-layered ones; again, the lowest strength was at 45o. Carbon fiber-reinforced structures exhibited higher strength values compared to glass fiber-reinforced ones. Since the strength of composite structures is directly related to the orientation angle of the reinforcement elements, it was concluded that, during composite design, it is beneficial to align the winding angle of the reinforcement elements parallel to the anticipated load direction.
Benzer Tezler
- Termoplastik keçe katmanın karbon kumaş-cam kumaş/ epoksi kompozitlerde mekanik özelliklerine ve dinamik davranışlarına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of thermoplastic veil layer on mechanical properties and dynamic behavior in carbon fabric-glass fabric/epoxy composites
YAVUZ SELİM TARİH
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÜNDOĞDU
DOÇ. DR. ADEM YAR
- Dynamic behavior of hemp based composite structures
Kenevir esaslı kompozit yapıların dinamik davranışı
AYKUT ÇETİN
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN KURTARAN
- Elektro-eğirme yöntemiyle üretilmiş çok cidarlı karbon nanotüp (Çcknt) takviyeli polivinil alkol (Pva) nano-keçe barındıran kompozit levhaların mekanik davranışlarının belirlenmesi
Investigation for the mechanical behaviors of nano mats composite laminates with electro-spun multiwalled carbon nanotube reinforced polyvinyl alcohol
ÜNAL ÖZTEN
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SİNAN ŞAHİN
- Karbon nanotüp takviyeli cam-karbon elyaf/epoksi hibrit nanokompozitlerin mekanik özellikleri ve düşük hızlı darbe davranışları
Mechanical properties and low velocity impact behaviors of carbon nanotube reinforced glass-carbon fiber/epoxy hybrid nanocomposites
OKAN DEMİR
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET AVCI
- Multi scale nature of composite materials: Three case studies
Kompozit malzemelerin çok boyutlu doğası: Üç örnek durum çalışması
KAAN BİLGE
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Havacılık MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH PAPİLA