Değişik yüklemelere maruz kompozit millerin davranışlarının araştırılması
investigation of the behaviours of composite shafts exposed to different loading
Yazar: HAYRİ YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. HAŞİM PIHTILI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Değişik yüklemelere maruz kompozit millerin mekanik davranışları deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Kompozit malzemelerden imal edilen içi boş dairesel millerin eğilme ve burulma gerilmeleri farklı oryantasyon açılarında incelendi. İçi boş dairesel kompozit miller için fiber malzemesi olarak Cam, Karbon ve Kevlar lifi, matris malzemesi olarak ta Epoksi reçine kullanıldı. 80mm, 200mm, 250mm uzunluklarında ve farklı iç çaplara sahip Diç= 12mm-13mm ve Ddış=17mm dış çapa sahip içi boş dairesel kompozit kompozit miller kullanılmıştır. İçi boş kompozit miller filaman sarma metoduyla; θ=45°, 60°, 75°, 80°, 88°  oryantasyon açılarında imal edildi. İçi boş dairesel kompozit millerin mekanik olarak, eğilme ve burulma testleri her bir numune için ayrı ayrı tekrarlandı. Sayısal çalışma, üç boyutlu sonlu eleman tipi (Solid 186) seçilerek ANSYS programı kullanılarak yapılmıştır. Sayısal ve deneysel çalışmalar sonucunda içi boş dairesel kompozit millerin mekanik davranışlarının fiber takviye malzemelerine, oryantasyon açısına, et kalınlığına ve uzunluklarına bağlı olarak değiştiği gözlemlendi. Elde edilen deneysel ve sayısal çalışma sonuçları grafikler ile verilerek  gerekli irdelemeler yapıldı. Deneysel ve sayısal analiz sonuçlarının birbirleri ile yakın olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Kompozit miller, Filaman sarma, Oryantasyon açısı, Burulma testi, Eğilme testi

Abstract:
This study experimentally and numerically investigates the mechanic behaviors of composite shafts exposed to different loadings. The bending and torsional stresses of hollow circular shafts made of the composite materials are examined at different orientation angles. As fiber materials for the hollow circular composite shafts are used glass, carbon and kevlar fiber; and epoxy resin was used as the matrix material. Hollow circular composite shafts 80mm, 200mm, 250mm in length and having outer diameter Douter=17mm, different inner diameters Dinner= 12mm-13mm were utilized in the study. Hollow composite shafts were produced at orientation angles θ=45°, 60°, 75°, 80°, 88°  using the filament winding method. Mechanical bending and torsion tests for hollow circular composite shafts were repeated separately for each specimen. numerical study was carried out by selecting three-dimensional finite element type (Solid 186) in ANSYS software. As a result of numerical and experimental analyses, it was observed that the mechanical behaviors of hollow circular composite shafts vary depending on the fiber reinforcement material,  orientation angle, wall thickness and length. The obtained results of experimental and numerical analyses were presented in graphs and the necessary considerations were made. The experimental and numerical analysis results were found to be close to each other.

Keywords: Composite shafts, Filament winding, Orientation angle, Torsion test, Bending test