Cam elyaf takviyeli (Fıber Glass Reınforced) kompozit boruların dayanım test makinesi tasarımı ve fea analizi
Design of fiber glass reinforced composite pipe products testing machine and fea analysis
Yazar: MERT BAYRAKTAR
Danışman: PROF. DR. NİHAT AKKUŞ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Cam elyaf kompozitler = Glass fiber composites ; Cam elyafı = Fiberglass ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Yüksek mertebeli sonlu elemanlar = Higher order finite elements

Özet:
Bu tez çalışması, kompozit boru ürünlerinin rijitlik testlerini yapabilecek bir test cihazının tasarlanmasını ve geliştirilmesini içerir. 
Cam elyaf takviyeli (CTP) kompozit borular, "Sürekli Elyaf Sarma Prosesi" adındaki mekanik ve kimyasal bir proses sonucunda üretilir.  Bu proses, devamlı akan cam ipliklerinin otomatik makinede sarma tekniği ile CTP boruların üretilmesidir. Cam elyaf ve reçinenin sıkıştırılması ile boru iç ve dış tabakası oluşmakta ve dolgu malzemesi olarak kum ilave edilmektedir. Yüksek orandaki polyesterlerin cam elyaf ile takviye edilmesiyle borunun iç ve dış yüzeyi kimyasallara son derece dayanıklı hale gelmektedir.
Kompozit boruların günümüzde çok farklı tipleri piyasada bulunmaktadır, bunların arasında en çok tercih edilenlerinden biri ise "cam elyaf takviyeli kompozit boru" türüdür. Bu ürünün en önemli avantajı çelik borulara göre çok daha hafif olmasına rağmen benzer mukavemet özellikleri göstermesidir. CTP borular beton borunun 1/10, çelik borunun ise 1/4 ağırlığındadır. 
Bu ürünlerin bir çok kalite parametresi ve bu parametreleri değerlendiren testleri vardır. Bu testlerin en önemlilerinden biri ise, ürünün dayanım/rijitlik değerinin belirlendiği testlerdir. 
Dayanım/rijitlik değeri ise dışarıdan borunun dış çeperine belli bir kuvvetin kalite standartlarındaki süreler boyunca sabit bir şekilde tutulmasıyla kontrol edilir. Dünya üzerindeki CTP Boru pazarında ve uluslar arası standartlara göre en çok teste tabii tutulan SN değerleri ise 2,500 N/m², 5,000 N/m² ve 10,000 N/m² 'dir. [1]
Bu tez çalışmasında ise böyle bir test makinesinin CAD ortamında nasıl tasarlandığını ve FEA sonlu elemanlar analizi yöntemi ile mekanik tasarımın nasıl daha gelişmiş bir seviyeye getirildiğini anlatıyorum. Bu çalışmaya paralel olarak, değişik geometriye ve et kalınlığına sahip malzemelerdeki gerilim ve deformasyon değerlerinin nasıl incelendiğini ve analizine yer veriyorum.

Abstract:
This thesis statement includes the design and development of a stiffness testing machine for composite pipe products.
Glass reinforced composite pipe are produced with "Continuous Filament Winding Process" method which is a composition of mechanical and chemical process. This process is an outcome of a system that produce Glass Reinforced Polyester pipes where continuous glass fibers are winded through automated machines. Pipe inner and outer surface is composed of glass fiber and resin where they are mixed and also sand is used as a support matrix here. High composition of polyesters together with glass fibers help pipes' inner and outer surface become very resistive against chemicals.
Today many different types of composite tubes are commercially available , among which are one of the most preferred versions "glass fiber reinforced composite pipe " type. The main advantage of this product is much lighter than steel pipes although is showing similar strength properties. GRP pipes are 1/10 of concrete pipes and 1/4 of steel pipes in weight.
There are several quality parameters for this product and also test methods which evaluate these parameters. One of the most important of these tests is in which products' stiffness and rigidity is calculated.
Stiffness value is controlled via a process where a defined amount of load is pushed on the outer surface of pipe for a defined period of time according to standards. Most performed SN values in international standards are  2,500 N/m², 5,000 N/m² ve 10,000 N/m². 
In this thesis, such a test machine and how to design in a CAD environment together with FEA finite element analysis is my main concern. Together with that, an analyze and review for the materials which have different geometry and thickness is carried out for their stress and strain values.