Havacılık yapılarının birleştirilmesinde kompozit ve metal perçin bağlayıcıların mekanik davranışa etkisinin analizi
Analysis of the mechanical behavior of composite and metal rivet fasteners in joining of aerospace structures
- Tez No: 995141
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER FARUK ELALDI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Makine Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Engineering Sciences, Mechanical Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Kompozitler, Perçin, Sonlu elemanlar analizi, Termoplastik, Composites, Rivet, Finite element analysis, Thermoplastic
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri ve Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Savunma Platformları Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde gelişen teknoloji ile birlikte termoplastik kompozit malzemelerin kullanım alanları giderek artmaktadır. Bu çalışma kapsamında, havacılık endüstrisinde kullanılan yapısal bağlantılarda termoplastik kompozit perçinlerin mekanik davranışları metal perçinlere alternatif olarak incelenmiştir. Çalışmanın amacı özellikle, düşük ağırlıkta yüksek dayanım gereksinimi olan hava aracı platformlarında hafiflik ve dayanım kriterleri göz önünde bulundurularak en uygun bağlayıcı tipini belirlemektir. Bu kapsamda karbon fiber takviyeli polieter keton keton (CF/PEKK) malzemesinden üretilen termoplastik kompozit perçinler, eşdeğer geometriye sahip alüminyum alaşımlı perçinlerle deneysel ve sayısal olarak karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmada, tek bindirmeli kesme testi numuneleri hazırlanmış ve bu numuneler çekme testine tabi tutulmuştur. Çekme testinden elde edilen yük-yer değiştirme değerleri gerilme- gerinim değerlerinin elde edilmesinde kullanılmıştır. Elde edilen bu veriler yardımıyla oluşturulan grafikler incelenerek CF/PEKK ve alüminyum perçinlerin mekanik davranışları karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarının doğrulanması amacıyla söz konusu test numunesi geometrisine Altair/HyperMesh yazılımında Optistruct çözücüsü kullanılarak sonlu elemanlar analizi (FEM) yapılmıştır. Deneysel ve sayısal analiz sonuçları doğrultusunda kompozit perçinlerin metal perçinlere göre daha yüksek akma dayanımına ve daha yüksek enerji sönümleme kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda kompozit malzemelerin deney esnasında kademeli hasara uğrayarak yarı-sünek davranış gösterdiği tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular doğrultusunda, CF/PEKK kompozit perçinlerin metal perçinlere güçlü bir alternatif oluşturabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
With the advancement of modern technologies, the use of thermoplastic composite materials has been steadily expanding across various engineering applications. In this study, the mechanical behavior of thermoplastic composite rivets was investigated as an alternative to metallic rivets in structural joints. The primary objective of the research is to determine the most suitable fastener type for aerospace platforms, where low weight and high strength are critical design requirements. In this context, thermoplastic composite rivets manufactured from carbon fiber reinforced poly-ether ketone ketone (CF/PEKK) were compared with aluminum alloy rivets of equivalent geometry. In the experimental program, single-lap shear test specimens were prepared and subjected to tensile loading. The load–displacement data obtained from the tests were converted into stress–strain curves, enabling a comparative evaluation of the mechanical behaviors of CF/PEKK and aluminum rivets. To validate the experimental results, a finite element analysis (FEM) was conducted on the same test specimen configuration using the OptiStruct solver within the Altair HyperMesh environment. Based on both experimental and numerical findings, it was determined that composite rivets exhibit higher yield strength and greater energy absorption capacity compared to metallic rivets. Additionally, the composite rivets demonstrated a progressive damage pattern, displaying pseudo-ductile behavior during loading. Considering these results, it can be concluded that CF/PEKK composite rivets hold strong potential as a robust alternative to traditional metallic rivets.
Benzer Tezler
- Metal yüzey bağlantılarında kullanılan yapıştırıcıların performansına fenolik reçinenin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of phenolic resin on the performance of adhesives used in metal-metal bonding
SALİHA SÖKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASİN RAMAZAN EKER
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN BURAK KARADAĞ
- Takviyeli panellerde burkulma sonrası perçin mukavemetinin incelenmesi
Investigation post-buckling strength of rivets in stiffened panels
MUSTAFA İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KIRCA
- Metal ve kompozit parçaların yapıştırılmasında yapışma performansına etkiyen parametrelerin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of parameters which affect to bonding performance of metal and composite parts
HASAN SARAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ÖZBAY
- Investigating the influence of material and geometrical factors on bonded joint strength: A parametric CZM analysis of single lap joints
Malzeme ve geometrik faktörlerin yapıştırmalı bağlantıların dayanımına etkisinin incelenmesi: Tek bindirmeli bağlantılarda parametrik CZM analizi
SELİNAY ÖZTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEHER EKEN
- Catalyzing the inverse vulcanization reaction via 1,3-benzoxazines
Ters vulkanizasyon tepkimesinin 1,3-benzoksazinlerle katalizlenmesi
AHMAD SHAFIZADA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN