Farklı hücre geometrilerine sahip 3D spacer dokuma sandviç kompozitler geliştirilmesi
Development of 3D spacer woven sandwich composites with different cell geometries
- Tez No: 981974
- Danışmanlar: PROF. DR. GAYE KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Textile and Textile Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sandviç kompozitler, bileşenlerinin sağladığı yüksek dayanım özelliklerinden dolayı yüksek performans gerektiren uygulamalarda tercih edilmektedir. Spacer kumaşlar, bağlantı iplikleri veya kumaş katmanları ile dikey olarak bağlanan iki düzlemsel dış katmandan oluşan ve ağırlık azaltma için büyük bir potansiyel sergileyen 3D (üç boyutlu) yapısal tekstillerden biridir. 3D spacer (boşluklu) kompozitlerin yüzey tabakalarının, uygulanan yükün büyük bir kısmını bölümünü taşıdığı ve mekanik özelliklerini büyük ölçüde belirlediği bilinmektedir. Ancak, geleneksel 3D spacer sandviç kompozitlerde yüzey tabakaları genellikle çok incedir ve bu nedenle yük taşıma kapasiteleri de sınırlıdır. Bu nedenle, bu kompozitlerin yük taşıma kapasitesini artırmak için 3D spacer sandviç kompozitlerde, hücre geometrilerinin yanı sıra yüzey tabakalarının tasarımı ve performansı da, bu yapıların mühendislik uygulamalarında daha geniş bir yer bulması için önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, farklı hücre geometrilerine sahip 3D spacer dokuma sandviç kompozitler üst ve alt yüzeyde farklı örgülerdeki (bezayağı, dimi ve saten) 2D (iki boyutlu) dokuma kompozitlerle katmanlı olarak takviye edilmiş, mekanik ve darbe dayanımları incelenmiştir. Bu amaçla, yapısal tasarımı ve konstrüksiyonu tanımlanan iki farklı hücresel geometride (üçgen ve kare) 3D spacer dokuma kumaş, manuel dokuma tezgâhları kullanılarak üretilmiştir. Çözgü ipliği olarak polipropilen, atkı ipliği olarak ise E-cam kullanılmıştır. Karşılaştırma yapmak amacıyla, 3D spacer dokuma kumaşların, 2D dokuma kumaşlar ile takviye edilmemiş formlarının (çekirdek) da kompozit üretimi gerçekleştirilmiştir. Epoksi reçine sistemi ile kompozit formuna dönüştürülen yapıların, temel karakterizasyon testleri, mekanik ve darbe dayanımları belirlenmiştir. 3D üçgen spacer dokuma sandviç kompozitlerin birim alandaki üst/alt yüze bağlantı sıklığının yüksek olmasından dolayı, 3D kare spacer dokuma sandviç kompozitlere kıyasla dayanımları artmıştır. 2D dokuma kompozitlerle takviye edilmesiyle birlikte hem üçgen hem de kare 3D spacer dokuma sandviç kompozitlerin eğme, basma ve darbe dayanımı değerleri artış göstermiştir. Bu artışın, takviye edilen 2D dokuma kompozitlerin dayanım değerleri ile uyumlu olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Sandwich composites are preferred in high-performance applications due to the superior strength properties provided by their constituent materials. Spacer fabrics, which are a type of 3D structural textile, consist of two planar outer layers interconnected by vertical linking yarns or fabric layers, and offer significant potential for weight reduction. It is well established that the face sheets of 3D spacer composites carry a substantial portion of the applied load and largely determine their mechanical properties. However, in conventional 3D spacer sandwich composites, the face sheets are typically very thin, resulting in limited load-bearing capacity. Therefore, in addition to cell geometry, the design and performance of the face sheets play a critical role in enhancing the load-carrying capacity and expanding the engineering applicability of 3D spacer sandwich composites. In this thesis, 3D spacer woven sandwich composites with different cell geometries were reinforced on the top and bottom surfaces with layered 2D woven composites in various weave patterns (plain, twill, and satin), and their mechanical and impact resistances were investigated. For this purpose, 3D spacer woven fabrics with two distinct cellular geometries (triangular and square) were designed in terms of structural layout and construction, and fabricated using manual weaving looms. Polypropylene was used as the warp yarn and E-glass as the weft yarn. For comparative evaluation, composites were also manufactured using the 3D spacer woven fabrics without 2D reinforcement layers (core). All composite structures were impregnated with an epoxy resin system. Fundamental characterization tests, along with mechanical and impact resistance evaluations, were conducted. The strengths of 3D triangular spacer woven sandwich composites were higher than those of 3D square spacer woven sandwich composites due to the high density of connection to the upper/lower surfaces per unit area. The flexural, compressive and impact resistances of both triangular and square 3D spacer woven sandwich composites increased by the reinforcement with 2D woven composites. This improvement was found to be consistent with the strength characteristics of the reinforcing 2D woven composites.
Benzer Tezler
- Eklemeli imalat ile üretilmiş hücresel boşluklu sandviç yapıların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of cellular sandwich structures produced by additive manufacturing
SİRİL YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiAlanya Alaaddin Keykubat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH DARICIK
- Modulation of terahertz waves by VO2 based metamaterials
VO2 tabanlı metamalzemeler ile terahertz dalgaları modülasyonu
AILEEN NOORI
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLNUR AYGÜN ÖZYÜZER
- Eklemeli imalat ile üretilen farklı dolgu geometrisi ve yoğunluğa sahip pla esaslı yapıların mekanik davranışlarının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of mechanical behavior of pla-based structures with different infill geometry and density produced by additive manufacturing
RUKİYE YEŞİLOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜNAY
- FDM 3D yazıcılar ile üretilen üçlü periyodik minimal yüzey (ÜPMY) kafes yapılarının mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of triply periodic minimal surface (TPMS) lattice structures produced with FDM 3D printers
YOUSSUF ALKHDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiKütahya Dumlupınar Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. VEDAT TAŞDEMİR
- Temsili hacim elemanı yöntemiyle hücresel yapıların doğrusal olmayan mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of nonlinear mechanical behaviour of cellular structures by representative volume element method
MUSTAFA ENES YAZICI
Doktora
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiSamsun ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN KANBER