Vakum infüzyon yöntemiyle yama yapılmış hibrid kompozit plaklarda lineer olmayan burkulma analizi
Nonlinear buckling analysis in patched hybrid composite plates by vacuum infusion method
Yazar: SERKAN ERDEM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA GÜR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Burkulma (fen) = Buckling ; Burkulma analizi = Buckling analysis ; Burkulma davranışı = Buckling behavior

Özet:
Bu çalışmada tabakalı hibrid kompozit plaklarda burkulma davranışı çentikli ve yamalı numuneler için sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. 
Deneysel çalışmada; hibrid malzeme olarak karbon-aramid örgülü kumaş seçilmiştir. Kumaşlar aynı oryantasyon açısına sahip olacak şekilde kesilmiş ve üst üste dört tabaka olarak kompozit plak üretimi sıcaklık kontrollü vakum infüzyon üretim ünitesinde gerçekleştirilmiştir. Üretilen deney numunelerinde ortada dairesel delik, U tek kenar ve yarım daire çift kenar çentikler oluşturulmuştur. Dairesel delikli numeneler ıslak yama ile bir yüzünden yamanmış ve burkulma yükü üzerinde yapışma performansı araştırılmıştır. Ayrıca yama matris malzemesinde nano partikül katkılı ve katkısız kompozit plaklar için burkulma deney sonuçları karşılaştırılmıştır.
Sayısal çalışmada; nano katkılı ve katkısız ıslak yama yöntemi ile yamanmış kompozit plakların burkulma analizi sonlu elemanlar paket programı ANSYS ile gerçekleştirilmiştir. Sonuçta, plaklar için lineer olmayan burkulma analizinde elde edilen sayısal sonuçlar ile deneysel sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. 
 Elde edilen sonuçlara göre; genel olarak burkulma sonunda yama ara yüzeyinde ayrılma olmadığı için, ıslak yama yönteminin başarılı bir yama şekli olduğu görülmüştür. Dairesel delikli numunelerin ıslak yama ile yapıştırılması, deliksiz numunelere göre hasar yüklerini minimum %65 artırmıştır. Yükleme doğrultusuna paralel fiber açısına sahip yama malzemesine ağırlıkça %1 CNT ve grafen katkısı hasar yüklerini nano katkısız yamaya göre, sırasıyla %22.5 ve %12.6 oranında artırırken, %2 CNT katkısı hasar yüklerini %50 oranında artırmış, %2 grafen katkısı ise hasar yüklerini %1 oranında kısmi olarak düşürmüştür.

Abstract:
In this study, the buckling behavior of layered hybrid composite plates has been investigated numerically and experimentally for notched and patched samples.
In the experimental study; carbon-aramid woven fabric was chosen as hybrid material. The fabrics were cut to have the same orientation angle and the production of composite plates as four layers in a overlap was carried out in a temperature-controlled vacuum infusion production unit. Circular hole, U single edge and half circle double edge notches were formed in the experimental samples produced. Circular holed specimens were patched with a wet patch on one face and adhesion performance on the buckling load was investigated. In addition, buckling test results were compared for composite plates with and without nanoparticles in patch matrix material.
In the numerical study; The buckling behavior of composite plates patched with nano-doped and non-doped wet patch method was realized with finite element package program ANSYS. As a result, numerical results describing nonlinear buckling behavior for plates were found to be consistent with experimental results. 
According to the results obtained; In general, the successful applicability of the wet patch method has been shown since there is no separation at the patch interface at the end of the buckling. Wet patch repair of circular hole samples increased the damage loads by 65% compared to non-hole samples. 1% by weight of CNT and graphene admixture to patch material with fiber angle parallel to loading direction increased damage loads by 22.5% and 12.6%, respectively, by 2% CNT and graphene admixture by 50% and 1% partial as the lowered.