Kompozit malzemeden imal edilmiş bir takviye elemanının eğilme ve burulma yükü altında deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Numerical and experimental analysis of a reinforcement element made of composite material under bending and tortional load
Yazar: AYGÜL IŞIK
Danışman: DOÇ. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Uçak Mühendisliği = Aircraft Engineering
Dizin: Kompozit yapılar = Composite structures ; Kompozitler = Composites

Özet:
Bu çalışmanın ilk kısmında kompozit malzemeler tanımlanmış, kompozit malzeme bileşenlerinden karbon elyafı, cam elyaf ve aramid elyafının özellikleri, birbirine göre üstün ve zayıf yönleri anlatılmıştır. Bununla birlikte kompozit malzemelerin diğer mühendislik malzemeleriyle kıyaslandığında tercih edilme sebeplerinin neler olduğu ve kullanım alanlarından örnekler verilmiştir. Daha sonraki bölümde yaygın olarak kullanılan kompozit malzemelerin imalat yöntemleri, hangi tür parçalara hangi yöntemin daha uygun olduğu, avantaj ve dezavantajlarının neler olduğu ve her bir yöntemde kullanılan kalıp özellikleri ve gerek duyulan ekipmanlar anlatılmıştır. Bu yöntemlerin başında gelen el yatırması, püskürtme, elyaf sarma, baskı kalıplama, reçine transfer metodu, enjeksiyon kalıplama, basınç kalıplama, otoklav prosesi, profil çekme, savurma döküm ve hazır kalıplama hamuru metotları detaylı olarak ele alınmıştır. Sonraki aşamada numune parçamız ANSYS'te sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak modellenip farklı katman sayılarında ve dizilişlerinde belirli yükler altında eğilme ve eğilmeli burulma analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarından elde ettiğimiz verilere göre uçuş kontrol yüzeylerinde kullanılan bir destek elemanı ön kürlemeli akış masası yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Deney kısmında ise üretilen parçamız ANSYS modelimize uygun olacak şekilde bir tarafından sabitlenerek ankastre olması sağlanmış ve üzerine analizde baz alınan yükler uygulanarak bu yükler altındaki birim uzamalar ve gerilmeler incelenmiştir. Deneyin ikinci aşamasında ise parçamızın ucuna lama ilave edilip yüklemeler lamanın ucundan yapılmış ve bu sayede eğilmeli burulma yükü altındaki birim uzamalar ve gerilmeler incelenmiştir. Deneyde elde edilen verilerle analiz sonuçları karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır.

Abstract:
The first part of this study defines composite materials, explains the properties of carbon, glass and aramid fiber, reveals their comparative superiorities and weaknesses. Besides, this study presents the reasons for composite materials to be preferred when compared to the other engineering materials and gives examples of the areas that they are used in. The following section lists the manufacturing techniques used for common composites, proposes techniques that fits each type of part, sets forth their pros and cons and explains cast features with the required equipment for each method. The most significant of these methods such as hand lay-up, spray-up, filament winding, press molding, resin transfer, injection molding, autoclave process, pultrusion, centrifugal casting and bulk molding methods are explored in detail. For the next step the sample part is analized under predetermined loads of bending and tortion at varying number and sequences of layers, using finite elements method at ANSYS. According to the obtained results of the analysis, the reinforcement element is produced using precuring flow table method. For the experiment section the produced part is made imbedded by being fixed on one side and through applying different loads, under these loads stresses and strains are examined. At the second stage of the experiment stresses and strains are examined under bending and torsional load. The outputs of the experiment and the results of the analysis are compared and interpreted.