Nanopartikül katkılı elyaf takviyeli tabakalı kompozitlerin mekanik ve dinamik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and dynamic properties of nanoparticle additive fiber reinforced layer composites
Yazar: FATİH ŞANLI
Danışman: PROF. DR. ÖMER GÜNDOĞDU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Amaç: Bu çalışmada cam elyaf ve karbon elyaf olarak iki çeşit elyaf, 4 farklı yönlenme, 4 farklı çeşit nanopartikül ve 4 farklı tabaka sayısı kullanılarak üretilen kompozit malzemelerin çekme testleri, üç nokta eğilme testleri ve titreşim testleri yapılarak kompozit malzemeleri dinamik ve mekanik özellikler bakımından incelemek ve doğal frekans değerlerinin sayısal bir model kullanılarak analizlerinin yapılması amaçlanmıştır. …
Yöntem: Bu çalışmada kompozit malzemeler elle yatırma işleminden sonra vakum torbalama metodu kullanılarak üretilmiştir. Çalışmada değişken sayısına bağlı olarak 128 adet üretim kombinasyonu ortaya çıkmıştır. Burada Taguchi yöntemi kullanılarak belirlenen 16 adet   üretim yapılmış ve bu üretim gruplarından elde edilen deney numuleriyle yapılan çekme, üç nokta eğilme ve  titreşim deneyleriyle malzemelerin 1 ve 2 yönündeki mekanik dayanımları (elastisite ve eğilme modülleri), titreşim özellikleri (doğal frekansları ve sönüm oranları) belirlenmiştir. …
Bulgular: Uygulama sonucunda elde edilen verilere göre kompozit malzemelerde mekanik özelliklerin belirlenmesinde tabaka sayısının ve yönlenmenin yanı sıra kompozit malzeme içerisine katılan nanpartikül türününde büyük öneminin olduğudur. Üretim yönteminden kaynaklı olarak tabaka sayısının artması ile kompozit yapı içerisinde boşluklar oluşmuştur. Buna bağlı olarak tabaka sayısının artması ile mukavemet değerlerinde düşüş gözlenmiştir. …
Sonuç: Yapılan çalışmada tabakalı kompozitlerin mekanik ve dinamik özellikleri incelenmiştir. Yapılan testler ve analizler sonucunda kompozit malzemelerin mekanik ve dinamik özellikler açısından en iyi özelliklerini 00 yönlenme açısında gösterdiği belirlenmiştir. Malzemenin mukavemet özelliklerinin iyileşmesini sağlayan tabaka sayısının artmasının belli bir miktardan sonra malzemenin mukavemetinde düşüşe neden olduğu görülmüştür. Nanopartikül türü olarak ise grafenin öne çıktığı belirlenmiştir. …

Abstract:
Purpose: In this study, tensile tests, three-point bending tests and vibration tests of composite materials produced by using two types of fibers, 4 different orientations, 4 different types of nanoparticles and 4 different layers as glass fiber and carbon fiber are performed to examine composite materials in terms of dynamic and mechanical properties It is also aimed to analyze the frequency values using a numerical model. 
Method: In this study, composite materials were produced using vacuum bagging method after manual depositing. In this study, 128 production combinations have emerged depending on the number of variables. Here, 16 productions were made using the Taguchi method and the mechanical strengths (elasticity and bending modules), vibration properties (natural frequencies and damping ratios) of the materials in 1 and 2 directions were determined with the tensile and vibration experiments made with the experimental samples obtained from these production groups. 
Findings: According to the data obtained as a result of the application, in determining the mechanical properties of composite materials, the number of layers and orientation, as well as the type of nanparticles included in the composite material, is of great importance. With the increase in the number of layers due to the production method, gaps were formed in the composite structure. Accordingly, with the increase in the number of layers, a decrease in strength values has been observed. 
Results: The mechanical and dynamic properties of layered composites were examined in the study. As a result of the tests and analyzes made, it was determined that the composite materials showed the best properties in terms of mechanical and dynamic properties in the 00 direction angle. It has been observed that the increase in the number of layers that improves the strength properties of the material causes a decrease in the strength of the material after a certain amount. It has been determined that graphene stands out as a type of nanoparticle.