GCRIS

Now showing 1 - 3 of 3

Effects of Fiber Discontinuity in Fiber Reinforced Polymer Matrix Composites
(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Kılıçoğlu, Ahmet Süha; Tanoğlu, Metin
Bu tez, cam elyaf takviyeli kompozit plakaların mekanik davranışları üzerindeki yapısal süreksizliklerin etkisini araştırmaktadır. Bu süreksizlikler, kompozit mikro yapısındaki geometrik kısıtlamalar nedeniyle katmanlar arası (inter-ply) ve katman içi (intra-ply) olarak sınıflandırılmıştır. Süreksizlikler kürleme öncesi ilave edilmiştir. İlk olarak, malzeme özellikleri kupon seviyesinde testlerle belirlenmiştir. Daha sonra, bilgisayarlı sayısal kontrol kesimi ve manuel uygulama ile katman içi süreksizlikler oluşturularak iki tam ölçekli kompozit numune üretilmiştir. Bu numunelerin mekanik özellikleri, servo-hidrolik aktüatörler kullanılarak üç nokta eğme testi ile değerlendirilmiştir. Deneysel test sonuçları, kesitsel fiber hacim oranı değerlendirilerek CAE analiz tahminleriyle karşılaştırılmış ve yerel süreksizliklerin mikroskopik analizi ile desteklenmiştir. Çalışma, yer değiştirme bölgelerinin reçine açısından zengin alanlara yol açtığını ve ekzotermik kürleme sürecinin reçinenin rengini şeffaftan sarıya dönüştürdüğünü, bunun da mekanik dayanıklılığı azalttığını ortaya koymuştur. Ayrıca, fiber süreksizlikleri ve reçine boşlukları, cam elyaf takviyeli polimer (GFRP) kompozit yaprak yayların yapısal bütünlüğünü olumsuz etkilemektedir. Üretim sürecindeki düzensizlikler, malzeme dayanıklılığını ve boşluk doldurma kapasitesini etkilemektedir. Isı transferi ile ilgili sorunların ele alınması, reçine boşluklarını ve ısı kaynaklı çatlakları azaltmak için önemlidir. Bulgular, iç yapısal kusurlar ve reçine boşlukları arasındaki ilişkiyi anlamanın, kiriş tasarımı ve üretim süreçlerini önemli ölçüde iyileştirebileceğini önermektedir. Bu çalışma, mühendislik uygulamalarında kompozit malzemelerin yapısal performansını ve güvenilirliğini optimize etmek için kritik bilgiler sunmaktadır.
Improving the Joining Performance of Carbon Fiber Peek Based Thermoplastic Composites With Laser Surface Treatment
(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Türkdoğan Damar, Ceren; Tanoğlu, Metin
Bu doktora tezinin amacı, nanosaniye atımlı IR-Yb (kızılötesi-iterbiyum) fiber lazer yüzey ön işlemi kullanarak karbon fiber/polieter eter keton (KF/PEEK) kompozitlerinin birleşme bölgesi performansını arttırmaktır. Bu amaçla, sıcak presleme metodu ile üretilen, havacılık sektöründe oldukça yaygın kullanılan KF/PEEK termoplastik kompozitlerin yüzeyleri, farklı lazer parametreleri ile yapıştırıcı film kullanılarak birleştirme öncesi işlenmiştir. Ayrıca, ortalama lazer gücü, tarama hızı, frekans gibi değişen lazer parametrelerinin, yüzey yapısı, mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri ortaya konmuştur. Lazerin yüzey üzerinde oluşturduğu etki, değişen parametrelere bağlı olarak, açığa çıkan enerjinin değeriyle kontrol edilebilmektedir. Bu çalışmada, bu üç lazer parametresinin değiştirilmesinin KF/PEEK kompozit yüzeyine etkisi SEM görüntüleri ile elde edilmiş ve PEEK matrisinin karbon fibere zarar vermeden yüzeyden seçici olarak uzaklaştırılması için gereken optimum enerji değeri için lazer parametrelerinin uygun çalışma aralıkları belirlenmiştir. Çalışmada istenilen yüzey kalitesini elde etmek için lazer parametrelerinin optimum çalışma aralıkları belirlendikten sonra, hazırlanan numuneler üzerinde tek turlu kesme (SLS), Charpy darbe ve çift konsol kiriş (DCB) testleri hem lazer hem de yüzeyleri lazer ile işlenmemiş referans numuneleri için gerçekleştirilerek, lazer yüzey ön işleminin mekanik özellikler üzerindeki etkileri net bir şekilde ortaya konmuştur. Birleştirme yüzeyleri uygun lazer parametreleriyle işlenen numunelerin mekanik dayanımlarında artış sağlanmıştır. Bu artış yüzey pürüzlülük parametreleri ve temas açısı ölçüm değerleri ile ilişkilendirilerek açıklanmıştır.
Designing Composite-Based Cylindrical Structures and Manufacturing Composite Prototypes by Filament Winding Method
(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Martin, Seçkin; Tanoğlu, Metin
This study reports the design, finite element modeling, optimization, fabrication and testing of relatively thick (radius/thickness ~ 7) and long carbon fiber reinforced polymers produced by filament winding against buckling damage under axial loading. The optimum winding angle and stacking sequence against Linear (Eigenvalue) buckling were determined in accordance with the predetermined design requirements utilizing genetic algorithm (GA) optimization via MATLAB. During the optimization process, the critical buckling load factor (λcr) was assigned as objective function, design constraints were natural frequency (fn) and angle of twist (Φ), and ply angles were considered to be variable and restricted with 20 to 87-degree continuous fiber angles in the laminate sequences. As a consequence of the test results, λcr of the proposed optimum model was found to be 3.2 times better than the reference model and both the analytical and finite element model satisfactorily predicted the critical buckling load for all CFRP rods consistent with the test results. The critical buckling loads calculated by applying a KDF of 0.95 for the finite element model and a KDF of 0.9 for the analytical solution were found to be reasonably appropriate for use in the preliminary design input. Additionally, results showed that a higher axial to the circumferential ratio of axial and bending stiffness (A11/A22, D11/D22) promises better buckling performance than other possible candidates. Finally, the microstructures of the produced rods were examined and the fiber volume ratios were calculated by means of chemical characterization.

Phd Degree / Doktora

Browse

Filters

Settings

Sort By

Results per page

Search Results