Biomimetik tasarım olarak bambu bitki gövdesinin incelenmesi: Kompozit kiriş tasarımı
Investigation of biomimetic design based on bamboo clum: Composite beam design
Yazar: CEVDET ŞENEL
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET YÜRÜSOY
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
İnsanoğlunun ihtiyaçları gün geçtikçe değişmektedir. Bu yüzden ihtiyaçlara göre en uygun özellikteki malzeme arayışları ve tasarımlar geliştirilmiştir. Dünyada birçok malzeme türü vardır. Ancak bu malzemelerin özelliklerine göre kullanım alanları farklıdır. Bu çalışmada bambu gövde kesit yapısı ele alınarak bu kesitteki fiber yapısına sahip yeni tip kompozit kiriş üretimi gerçekleştirilmiştir.  Doğal bambu lifleri yapısı nedeniyle en çok ilgi çeken malzemelerdendir. Yüksek performans, kolay elde edilmesi, düşük temel maliyeti, biyomalzeme olması gibi özellikleri sayesinde kompozitlerde, endüstriyel tekstillerde ve inşaat sektörlerinde kullanılmaktadır.  Yapılan çalışmayı temelde üç bölüme ayırmak mümkündür. Bunlardan birincisi bambu gövde yapısı üzerinden yapılan çeşitli deneyler, ikincisi bambu kesit yapısına benzer kompozit kiriş üretimi ve sonuncu bölüm ise üretilen kompozit kirişin farklı tasarım parametreleri için eğilme rijitliğinin tespiti şeklindedir. Bambu üzerinden yapılacak mekanik deneyler ile bambu gövdesinin eğilme rijitliği, gerek mekanik deneyler Sonlu Elemanlar Metodu ile incelenmiştir. Fiber yapısı üzerinde optimizasyon yapılmış yeni tasarım, üretilecek olan kompozit kirişe aktarılmıştır. Kompozit kiriş üretimi için silikon kalıp tasarımı ve üretimi yapılmıştır. Bu kalıpta çift kalıplama metodu kullanılıp, reçine transfer metodu ile üretim gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit kiriş, karbon çubuklardan ve reçineden oluşmaktadır. Üretilen kiriş alınan test kuponları üzerinden üç nokta eğme testleri yapılarak yapının eğilme rijitliği farklı yönler için elde edilecektir. Sonuç olarak standart tek doğrultulu fiberden elde edilmiş aynı kalınlığa sahip kompozit kiriş ile bambu kesit yapısına sahip kompozit kiriş arasında eğilme rijitliği / yoğunluk parametresi dikkate alınarak karşılaştırma yapılmıştır.

Abstract:
Humankind's needs change day by day. So, according to the needs searches and designings developed for the most suitable materials. There are a lot of material type in the World. But using areas are different according characteristics of these materials. In this study production of new type composite beam occured by taking bamboo body section. Natural bamboo is the most interesting material due to the structure of fibers. It is used in composites, industrial textile and construction industry thanks to the features like high performance, easy finding and low cost. The study can be devided in three main sections. First section is about the tests with bamboo body section. The second section is the production of composite beam like bamboo section structure. And the last section is the determination of the composite beam's flexural stiffness in different designing parameters. Mecanic tests about bamboo and bamboo body section's flexural stiffness are examined by Finite Element Method. The designing is transferred to the composite plate by bing made optimisation of fiber structure. For the production of composite beam silicon mold is designed and produced.rosin is transferred to this mold by using double molding. The beam consists of carbon rods and rosin. Through received test coupons bending stiffness of the structure will be obtained for different directions by experimenting simple bending tests, impact tests with produced beams. As a result obtained from standard unidirectional fiber composite beams having the same thickness are compared with the composite beam having bamboo section considering flexural stiffness / density parameter.