Investigation of stress distribution in glass fiber reinforced composite materials with microvascular channels under transverse loading and bending


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ABDULLAH GENCER ATASOY

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Barış Sabuncuoğlu

Eş Danışman: HAMİT TEKİN, Hamed Tanabi

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Kompozit malzemeler arasında yer alan fiber destekli kompozit malzemeler savunma sanayii, havacılık, otomotiv endüstrisi, denizcilik ve altyapı sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu malzemeler yüksek mukavemet, dayanıklılık, hafifilik ve maliyet etkinlik gibi çok önemli özelliklere sahiptirler. Çalışma kapsamında mikrokanalların gömülü olduğu cam fiber destekli polimer kompozit malzemelerin enine yükleme altında gerilme dağılımları incelenmektedir. Söz konusu kanallar kendini yenileme, kompozitlerin aktif ısıl yönetimi ile elektromanyetik yönetimi konularında çoklu işlevselliğini sağlamaktadır. Sayılan bu faydalar, mikrokanalların oluşturulduğu yerlerde mekanik mukavemetin düşmesi karşılığında sağlanmaktadır. Bu düşüşün temel sebebi fiber mimarisindeki bozulmanın reçine zengini cepler yaratarak gerilme yoğunlukları oluşturmasıdır. Enine yükler altındaki ve eğilme altında farklı istifleme biçimleri incelenerek en iyi istifleme biçimine ilişkin öngörü sunulması amaçlanmaktadır. Çalışma kapsamında fiber destekli kompozit malzemelere ilişkin klasik lamine teorisi ve imalat yöntemleri hakkında bilgi sunmaktadır. Modelin Vasküler kanal etrafındanki geometri ve ölçüleri mikro-fotoğraflar tarafından elde edilmiştir. Müteakiben, sonlu elemanlar modeli geliştirilerek elde edilen sonuçların literatürde yer alan çalışmalar ile kıyaslaması yapılmak suretiyle doğrulması gerçekleştirilmiştir. Reçine zengini ceplerin enine basma, enine çekme yükleri ve eğilme altındaki gerilim dağılımları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar enine yüklemelerde UD90 konfigürsayonun en fazla gerilim yoğunluğuna, UD0 konfigürasyonunun ise en düşük gerilim yoğunluğuna sahip olduğunu göstermiştir. Eğilme yükleri altında ise, mikrokanallı ve mikro kanalı olmayan lamina istiflemeleri kıyaslanarak, [90/0]3s konfigürasyonunun diğer konfigürasyonlara kıyasla en düşük gerilim farkına sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle optimum istifleme konfigürasyonunun [90/0]3s olduğu bulunmuştur.