Interlaminar fracture behavior of carbon/epoxy composites interleaved with 3D printed grid structures
3D yazıcı ile üretilmiş ızgara yapıları ile toklaştırılmış karbon/epoksi kompozitlerin tabakalar arası kırılma davranışı
- Tez No: 994069
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ÇAĞATAY AKBOLAT, DR. FERHAT YETİŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Delaminasyon, havacılık yapılarında yaygın olarak kullanılan karbon/epoksi kompozit laminatlarda kritik bir hasar modu olup, yapısal bütünlüğü önemli ölçüde sınırlamaktadır. Bu bağlamda, bu çalışma, eritilmiş filament biriktirme yöntemiyle üretilen 3B baskılı polipropilen (PP) yapılarla ara katman olarak takviye edilmiş karbon/epoksi kompozit laminatların mod-I tabakalar arası kırılma davranışını incelemektedir. Dört farklı yapı araştırılmıştır: saf PP, %15 kırpılmış cam elyaf takviyeli PP (PP-GF15), %30 kırpılmış cam elyaf takviyeli PP (PP-GF30) ve %15 kırpılmış karbon elyaf takviyeli PP (PP-CF15). Laminatlar, vakum infüzyon yöntemiyle üretilmiş ve mod-I başlangıç (GIC) ve ilerleme (GIR) kırılma enerjileri, ASTM D5528 standardına uygun olarak çift konsol kiriş (DCB) testi ile değerlendirilmiştir. PP, PP-GF15, PP-GF30 ve PP-CF15 yapıları GIC değerlerini sırasıyla yaklaşık %28, %9, %5 ve %38 oranında arttırmıştır. Yayılma tokluğu PP-CF15'te korunurken, PP-GF15 ve PP-GF30'da sırasıyla ~%40 ve ~%30 azalmıştır. Kırılma yüzeyi (fraktografi) gözlemleri, boncuk köprüleme, elyaf köprüleme ve ara yüzey ayrılması mekanizmalarının baskın olduğunu göstermiştir. Genel olarak, bu çalışma, 3B baskı ile üretilen PP-tabanlı yapıların, kompozit laminatlarda tabakalar arası ayrılma direncini artırmak için ölçeklenebilir ve maliyet açısından verimli bir yöntem sağlayabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Advanced composites have recently used as primarily structural materials in aerospace and defence industries due to their outstanding specific strength/stiffness and fatigue properties compared to the conventional metallic materials. However, delamination is a critical failure mode reducing the residual mechanical properties of composite laminates. In this respect, this study examines the mode-I interlaminar fracture behavior of carbon/epoxy composite laminates interleaved with 3D-printed polypropylene (PP) grids produced by fused filament fabrication. Four grid types are investigated: pure PP, PP with 15 wt% chopped glass fiber (PP-GF15), PP with 30 wt% chopped glass fiber (PP-GF30), and PP with 15 wt% chopped carbon fiber (PP-CF15). The laminates are fabricated using vacuum-assisted resin infusion, and mode-I initiation (GIC) and propagation (GIR) fracture energies are evaluated with double cantilever beam (DCB) testing in accordance with ASTM D5528. The inclusion of PP, PP-GF15, PP-GF30 and PP-CF15 grids increases the GIC by ~28%, ~9%, ~5% and ~38%, respectively. Additionally, GIR of the PP and PP-CF15 laminates are slightly higher than the base laminates. In contrast, PP-GF15 and PP-GF30 grids lead to a decrease by ~40% and ~30%, respectively. Fractographic observations identify bead bridging, fiber bridging, and interfacial debonding as dominant mechanisms. Overall, this study shows that 3D-printed PP-based grids can provide a scalable and cost-effective route for improving delamination resistance
Benzer Tezler
- Toughening of carbon fiber based composites with electrospun fabric layers
Elektroeğrilmiş kumaş tabakaları ile karbon elyaf esaslı kompozitlerın toklaştırılması
BERTAN BEYLERGİL
Doktora
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TANOĞLU
DOÇ. DR. ENGİN AKTAŞ
- Nano-melez sistemlerin karbon fiber takviyeli polimer matris kompozitlerde (KFTP) arayüz toklaştırma amacıyla kullanımı
Use of nano-hybrid systems in carbon fiber reinforced polymer matrix composites (CFRP) for interfacial toughening
MELİKE KILIÇOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BORA MAVİŞ
YRD. DOÇ. DR. ERHAN BAT
- Elektrospin yöntemiyle üretilmiş nano-mat katmanın karbon kumaş/epoksi kompozitlerde kırılma davranışına ve mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Effects of nano-mat layer produced via electrospinning method on the fracture behaviour and mechanical properties of carbon fabric/epoxy composites
ADEM YAR
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET AVCI
YRD. DOÇ. DR. VOLKAN ESKİZEYBEK
- Yüzeylerine kimyasal olarak karbon nanotüpler bağlanmış örgü cam fiber/epoksi nanokompozitlerin üretimi ve tabakalar arası kırılma davranışının incelenmesi
Fabrication and investigation of interlaminar fracture behavior of woven glass fibers/epoxy nanocomposites modified with carbon nanotubes chemically bonded on the glass fibers
VOLKAN ESKİZEYBEK
Doktora
Türkçe
2012
Mühendislik BilimleriSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET AVCI
- Mechanical enhancement of woven composite with vertical aligned carbon nanotubes: Investigation of interlaminar shear strength property of nano-stitched laminated composites
Karbon nanotüpler kullanılarak kompozitlerin mekanik özelliğinin geliştirilmesi: Nano-dikişli lamine kompozitlerin lamineler arası kayma mukavemetinin incelenmesi
İDRİS GÜRKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ