Astragalus elyaf takviyeli kompozitlerin mekanik ve dinamik karakterizasyonu
Mechanical and dynamic characterization of astragalus fiber reinforced composites
- Tez No: 986320
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER GÜNDOĞDU, DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN ACAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu tez kapsamında, Astragalus bitkisinden elde edilen elyafların mekanik ve yüzey karakterizasyon özelliklerinin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, cam elyaf ve Astragalus bitkisinden elde edilen elyaflar ile kompozit malzeme üretilerek doğal ve geleneksel tabanlı kompozitlerin özellikleri detaylı şekilde araştırılmıştır. Yöntem: Çalışma kapsamında ilk olarak doğal elyaf elde etmek amacıyla Astragalus bitkisi toplanmıştır. Daha sonra, vakum destekli reçine transfer kalıplama tekniği (VARTM) kullanılmadan önce yüzey morfolojisi düzenlenmiş ve dikim işlemi yapılarak elyaflar kumaş formuna getirilmiştir. Kompozitlerin üretiminin tamamlanmasının ardından elde edilen levhalardan, CNC frezeleme makinesi yardımıyla ASTM standartlarına uygun deney numuneleri kesilmiştir. Son aşamada ise mekanik, dinamik ve karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bulgular: Çalışmanın ilk hedefi, yüzey karakterizasyonu gerçekleştirerek hidrofobik özellik gösteren elyafların hidrofilik özellik kazanmasını sağlamaktı. Bu doğrultuda, Astragalus bitkisinden elde edilen elyaflara alkali işlem uygulanmış ve işlem sonrası temas açısı analizi gerçekleştirilmiştir. Alkali işlem sonucunda su tutma oranında yaklaşık %62,80'lik bir azalma gözlemlenmiştir. Bu işlem sonrasında kompozit üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretim sonrasında öncelikli olarak dinamik özellikler üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Ankastre-serbest sınır koşulunda, Astragalus takviyeli kompozit malzemenin birinci doğal frekans değeri, cam elyaf takviyeli kompozite kıyasla yaklaşık %26,47 daha yüksek bulunmuştur. Serbest-serbest sınır koşulunda da Astragalus takviyeli kompozit, cam elyaf takviyeli kompozite göre yaklaşık %2,48 oranında daha yüksek birinci doğal frekans değerine sahip olmuştur. Birinci sönüm oranları açısından da benzer eğilimler gözlemlenmiştir; ankastre-serbest sınır koşulunda Astragalus takviyeli kompozit, cam elyaf takviyeli kompozite kıyasla yaklaşık %12,35 daha yüksek sönüm oranına sahipken, serbest-serbest sınır koşulunda yaklaşık %10,44 oranında daha yüksek sönüm kapasitesi göstermiştir. Mekanik özellikler açısından ise cam elyaf takviyeli kompozit malzeme, çekme testinde 316,15 MPa değeri ile Astragalus takviyeli doğal kompozite göre daha yüksek mukavemet sergilemiştir. Üç nokta eğme testlerinde de benzer bir eğilim gözlemlenmiş ve cam elyaf takviyeli kompozit, 431,79 MPa eğilme mukavemeti ile üstün performans göstermiştir. Sonuçlar: Elyaflara uygulanan alkali işlem sonrasında mekanik performanslarının arttığı tespit edilmiştir. Benzer şekilde, Astragalus takviyeli kompozit malzemenin birinci doğal frekans ve sönüm oranlarında, cam elyaf takviyeli kompozite kıyasla daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bununla birlikte, cam elyafların daha yüksek morfolojik kaliteye sahip olması nedeniyle mekanik testlerde cam elyaf takviyeli kompozitlerin üstün performans sergilediği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Purpose: The aim of this thesis is to investigate the mechanical and surface characterization properties of fibers obtained from the Astragalus plant. In addition, composite materials reinforced with both glass fibers and Astragalus fibers were fabricated, and the properties of natural and conventional fiber-based composites were examined in detail. Method: In this study, Astragalus plants were first collected to obtain natural fibers. Subsequently, prior to the application of the vacuum-assisted resin transfer molding (VARTM) technique, the fiber surface morphology was treated and a weaving process was performed to convert the fibers into a fabric form. After the fabrication of the composites, test specimens were prepared from the produced panels using a CNC milling machine in accordance with ASTM standards. Finally, mechanical, dynamic, and characterization analyses were carried out. Findings: The primary objective of this study was to modify the surface characteristics of fibers to convert hydrophobic fibers into hydrophilic ones. To this end, fibers obtained from the Astragalus plant were subjected to an alkaline treatment, and contact angle measurements were performed afterwards. Following the alkaline treatment, a reduction of approximately 62.80% in water retention was observed. Subsequent to this treatment, composite fabrication was carried out. After production, the focus was initially placed on the dynamic properties. Under the cantilever-free boundary condition, the first natural frequency of the Astragalus-reinforced composite was found to be approximately 26.47% higher than that of the glass fiber-reinforced composite. Under the free-free boundary condition, the Astragalus-reinforced composite exhibited a first natural frequency approximately 2.48% higher than the glass fiber-reinforced composite. Similar trends were observed for the first damping ratios; under the cantilever-free condition, the Astragalus-reinforced composite showed a damping ratio approximately 12.35% higher than the glass fiber-reinforced composite, while under the free-free condition, it demonstrated an approximately 10.44% higher damping capacity. Regarding mechanical properties, the glass fiber-reinforced composite exhibited higher tensile strength, reaching 316.15 MPa compared to the Astragalus-reinforced natural composite. A similar trend was observed in the three-point bending tests, with the glass fiber-reinforced composite showing superior performance, reaching a flexural strength of 431.79 MPa. Results: "It was determined that the mechanical performance of the fibers increased following the alkaline treatment. Similarly, the Astragalus-reinforced composite exhibited higher first natural frequency and damping ratio values compared to the glass fiber-reinforced composite. However, due to the superior morphological quality of the glass fibers, the glass fiber-reinforced composites demonstrated superior performance in the mechanical tests.
Benzer Tezler
- Türkiye'deki Astragalus L.cinsine ait Dasyphyllium bunge seksiyonunun palinolojik araştırması
A Polynological study on Dasyphyllium Bunge section belonging to Turkish Astragalus L.
NESLİHAN KÜRELİ (ÜÇOK)
- Astragalus caraganae Fisch. and Mey.'in morfolojik ve sitolojik özellikleri
Başlık çevirisi yok
SELMA YAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
BotanikFırat ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞEMSETTİN CİVELEK
- Türkiye'deki astragalus L. cisine ait dosyphyllium bunge seksiyonu türlerinin depo proteinlerinin elektrofonetik profillerine göre karşılaştırılması
The Electrophoretic comparison of Turkish astragalus L. species in dosyphyllum section by seed storage proteins
KERİM GÜNEY
- Türkiyedeki astragagalus mesogitanus boiss, ve astragalus lydius boiss. un depo proteinlerinin elektroforetik ayrımı
Başlık çevirisi yok
SEHER ATAMTÜRKTÜR
- Astragalus cephalotes banks ve sol. var. brevicalyx eig sikloartan triterpen saponinleri üzerinde farmakognozik araştırmalar
Pharmacognostic studies on cycloartane triterpene saponins from Astragalus cephalotes var. brevicalyx
HASAN YUSUFOĞLU