Elyaf takviyeli termoset kompozit malzemelerde tamir yönteminin tasarım teknikleri kullanılarak belirlenmesi ve karşılaştırılması
Repair methods selection for termoset based fiber reinforced composite material by using design methodologies and comparison
Yazar: ÖZNUR BAYRAKTAR ERBUDAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ORHAN ERDEN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Endüstri Ürünleri Tasarımı = Industrial Design ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Bu çalışmada kompozit tamir tasarımının Pahl & Beitz sistematik tasarım yaklaşımı ile karar verilmesi amaçlanmaktadır. Bu kapsamda da kompozit tamir tasarımı için gerekli olan tesis kabiliyetleri, maliyet, malzemeye erişebilme gibi mühendislik dışı kriterleri ve dayanım, sağlamlık gibi mühendislik kriterleri sistematik bir yaklaşımla ele alınmaktadır. En yaygın malzemelerden biri olan elyaf takviyeli polimerlerin tamir tasarımı için ihtiyaç listesi, fonksiyon yapısı ve alt fonksiyonları oluşturulmuş ve çözüm varyantları elde edilmiştir. Çözüm varyantları için karar ağacı, değerlendirme çizelgesi ve değer profil diyagramı oluşturulması ile de optimum tasarım belirlenmiştir. Bu yaklaşıma göre tasarım çözümü olarak hasarın kaldırılmadan, dışbükey açı ile önceden pişirilmiş yama tamirinin uygulanması sonucu elde edilmiştir. Aynı zamanda belirlenen tamir tasarım yöntemini doğrulayabilmek için QFD yöntemi ile kalite evi oluşturulması amaçlanmıştır. Kalite evi ile oluşturulan matrisler sonucunda elde edilen tasarım iyileştirilmesi gereken fonksiyonlar elde edilmiştir.  Ek olarak sistematik tasarım yöntemi ile belirlenen tamir tasarım çözümü QFD sonuçlarıyla uyumlu olup olmadığı kıyaslanmıştır. Sistematik tasarım yönteminde elde edilen önceden pişirilmiş tamir yama çözümü QFD modeli ile uyumlu olabileceği belirlenmiştir. QFD modelinde malzemenin seçilmesi ve katmanların serilmesi fonksiyon adımlarının maliyetleri azaltma ihtiyacı olduğu tespit edilmiştir. Aynı zamanda pişirilmiş yamanın farklı boyutları olarak önceden pişirilerek ve farklı yığınlarda hazırlanması bu ihtiyacı giderebilecektir. Ek olarak hasarın kaldırılması tasarım zamanını ve işçilik maliyetinde azaltılacağından da uyumlu olacaktır. Sonuç olarak, sistematik tasarım yöntemleri ile elde edilen sonuçlar, QFD yöntemi ile elde edilen sonuçlar ile uyumludur.

Abstract:
The aim of this thesis paper is making a decision for composite repair design via systematic design approcahes of Pahl & Beitz. At this perspective, out of engineering parameters such as the capability of repair facility, cost, material availability will be evaluated together with engineering requirement including strength, stiffness, stability etc. First, the requirements list, functional structure, sub-functional structure of composite repair design are created and solution variants are determinated. For election and selection, the design solution among these solution variants, the decision tree, evaluation chart and value-profile diagram are generated as a step of systematic design approaches. According to this approaches, the best solution variant determined by making using selection-election steps which is an application precured patch including chamfered edge and without removing the damaged area.  On the other hand, the quality house for composite repair design is established for the verification of the chosen composite repair design variant. Thus, the design functions required innovation are achieved as a findings of the quality house. Additionally, the compliance of the Pahl Beitz systematic design approach with QFD approaches could be evaluated and compared during making decision of composite repair design. According to the results of QFD approaches, the repair design requires cost reduction and material selection which are also adaptable items to systematic design solution. Simultaneously, precured patches with prepared different dimensions and stack ups and give the damage removal missing will benefit on time reduction in design and labour cost. As a result, the results obtained from the systematic design approaches is compatible with the ones of QFD approaches.