Üretimdeki sıcaklık ve serim parametrelerinin termoplastik kompozit kulakçıkların mekanik davranışları üzerindeki etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of production temperature and stacking parameters on the mechanical behavior of the thermoplastic composite lugs
Yazar: UĞUR GÖRKEM ÇAKICI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN SELİM TÜRKBAŞ ; PROF. DR. BORA YILDIRIM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Savunma ve havacılık teknolojileri her geçen gün hızla gelişmektedir. Havacılıkta ağırlık azaltılması çok önemli bir konudur, bu nedenle malzemelerin hafifletilmesi için yapılan çalışmalar son dönemlerde hızlanmıştır. Kompozit malzemelerde bu noktada havacılıktaki kullanım alanı olarak sürekli gelişme göstermektedir. Termoset kompozitler artık havacılık alanında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır fakat termoplastik kompozitler ise kullanım alanının arttırılabilmesi için halen üzerinde çalışmaların yürütüldüğü kısımdır. Termoplastik kompozitler tekrar şekillendirilebilme ve proses kolaylığı ile birlikte ham madde stoklama kolaylığı gibi konular nedeni ile termoset kompozitlere göre avantajlar sunmaktadır. Bu tez kapsamında son dönemlerde savunma ve havacılık alanında kullanımı için çalışmalar yürütülen poli-eter-keton-keton matrisli karbon fiber takviyeli (CF/PEKK) kompozitlerin otoklav ile üretimi esnasındaki temel üretim parametrelerinden kürleme sıcaklığının malzemenin mekanik dayanımları üzerindeki etkisinin belirlenmesidir. İdeal kürleme sıcaklığının belirlenmesinden sonra ise kompozit kulakçık yapıların mekanik dayanımlarının serim parametresinin üzerindeki etkisinin belirlenmesidir. Kompozit kulakçık yapılar döner kanat hava araçlarında rotor ile pallerin bağlantısının yapıldığı delikli yapılar olup döner kanat hava araçlarında yapısal olarak çok önemli bir rol üstlenmektedir. Yapılan testler neticesinde termoplastik kompozit kulakçıkların statik ve yorulma testleri icra edilmiş ve alınan sonuçlar başarılı olarak bulunmuştur. Bu tez kapsamında yapılan testler ile kavramsal tasarımı olan bir hava aracında kullanılabilirliği görünen kompozit kulakçık yapıların daha detaylı testler neticesinde bir hava aracında kullanılabilirliğini göstermektedir. Ayrıca üretim aşamasındaki problemler tespit edilmiş olup, ileride yapılacak çalışmalara bir altyapı sağlaması beklenmektedir.

Abstract:
Defense and aerospace technologies are developing rapidly day by day. Due to the demand on reduction of weight is such an essential issue in aviation, research into lighter materials has lately increased. At this point, composite materials are constantly developing as a field of use in aerospace. Thermoset composites are already widely used in the aviation industry, although thermoplastic composites are still the subject of research to expand their application. Because of its re-formability and ease of processing, as well as the convenience of stocking raw materials, thermoplastic composites have an advantage over thermoset composites. The goal of this thesis is to assess the impact of curing temperature on mechanical strength during autoclave manufacturing of poly-ether-ketone-ketone matrix carbon fiber reinforced (CF/PEKK) composites, which have recently been studied in defense and aerospace industries. The effect of the mechanical strength of the composite lug structures on the layup parameter will be investigated after the ideal curing temperature has been determined. In rotary-wing aircraft, composite lug structures are perforated structures that connect the rotor and blades. They play a crucial role in rotary-wing aircraft as primary structural parts. As a result of mechanical evaluation, performed static and fatigue test of the thermoplastic composite lugs were found to be successful. The tests conducted as part of this thesis demonstrate the usability of composite lug structures, which can be employed in a rotary-wing aircraft with a conceptual design, after more extensive testing. Furthermore, process parameters in the production phase have been clarified, and it is expected to serve as a foundation for future research.