Tek tesirli yapıştırma bağlantılarında epoksi yapıştırıcı içerisinde nanopartikül kullanılmasının bağlantının statik ve yorulma mukavemetine etkisinin araştırılması
Experimental determination of the static and fatigue strength of adhesive joints bonded epoxy adhesive included Al2O3, TiO2 and SiO2 nanoparticles
Yazar: İSMAİL SARAÇ
Danışman: PROF. DR. ŞEMSETTİN TEMİZ
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Yapışma performansı = Adhesion performance ; Yapıştırıcılar = Adhesives ; Yorulma = Fatigue ; Yorulma ömrü = Fatigue life

Özet:
Yapıştırma bağlantılarında, yapıştırıcı içerisine katılan nanopartiküllerin, bağlantıların mekanik özelliklerine etkisi ile ilgili araştırmalar son zamanlarda dikkat çekmektedir.  Bu çalışmada; epoksi yapıştırıcı içerisine farklı oranlarda Al2O3, TiO2 ve SiO2 nanopartikülleri katılarak ve katkısız epoksi yapıştırıcı kullanılarak tek tesirli bindirme bağlantıları oluşturulmuş ve bağlantıların statik ve yorulma dayanımları 20, 25 ve 30 mm bindirme boylarında deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda yapıştırıcı olarak DP460 epoksi yapıştırıcı ve yapıştırılan malzeme olarak AISI 304 paslanmaz çelik plaka kullanılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlar incelendiğinde; nanopartikül katkılı yapıştırıcıların kullanılmasıyla elde edilen bağlantılarda genel olarak ortalama hasar yükü dikkate değer şekilde artmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, en büyük ortalama hasar yükü, %4-Al2O3 takviyeli numunelerde elde edilmiştir. Statik testler sonucunda numunelerin yapışma yüzeyleri incelendiğinde katkısız yapıştırıcı kullanılan numunelerde hasar adhezyon ayrılması şeklinde gözlemlenirken, nanopartikül takviyesiyle hasar adhezyon ve kohezyon karışımı şeklinde gözlemlenmiştir. Yorulma deneyleride frekans 10 Hz, yükleme oranı ( R ) ise 0.1 olarak sabit alınmıştır. Yorulma deneyleri sonucunda Al2O3 ve SiO2 katkılı numunelerde bağlantıların yorulma dayanımı artarken TiO2 katkılı numunerlerde yorulma dayanımı azalmıştır.  

Anahtar Kelimeler: Yapıştırma bağlantıları, tek tesirli bağlantılar, nanopartikül, yorulma dayanımı

Abstract:
There is a considerable interest nanoparticles added structural adhesives, recently. Because, nanoparticles improve the mechanical properties of an adhesive and its joint. In this paper, the static and fatigue strengths of single lap shear joints incorporating Al2O3 , TiO2 and SiO2 nanoparticles were compared to those adhesive joints without nanoparticles. Experiments were performed 20, 25 and 30 mm overlap lengths, respectively. DP460 epoxy adhesive, Al2O3 , TiO2 and SiO2 nanoparticles and AISI 304 stainless steel plates were used for manufacturing the single lap adhesive joints. The results of the experimental research revealed that average failure load was increased significantly nanoparticle-reinforced adhesive joints. The highest average faiure load was obtained with %4-Al2O3 in epoxy adhesive. As the average failure load increased, the locus of failure changed from interfacial to the mixture of interfacial and cohesive. Fatigue tests were performed at 10 Hz using an R-ratio of 0.1. From the tests, fatigue strengths of the adhesive joints increased when the adhesive of the adhesive joint had Al2O3 and SiO2 and decreased when the adhesive of the adhesive joint had TiO2.

Keywords: Adhesive joints, single lap joints, nanoparticles, fatigue strength