Dikişli birim hücre yapısında çekirdek içeren özgün sandviç yapılar geliştirilmesi
Development of novel sandwich structures with stitched unit-cell core materials
Yazar: NESLİHAN HAYTA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GAYE KAYA
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Bu çalışmada, katmanlı polipropilen (PP) çuval dokuma kumaşlar, dikiş yöntemi ile birleştirilerek sandviç kompozitler için geometrik hücreli özgün çekirdek yapılar geliştirilmiştir. Geliştirilen çekirdek yapılar kullanılarak üretilen sandviç kompozitlerin, eğme, basma ve darbe davranışları incelenerek, hasar dayanımları belirlenmiştir. Sandviç kompozitlerin çekirdek yapısında kullanılan bezayağı örgü türündeki PP çuval dokuma kumaş, farklı katman sayılarında (2 kat, 4 kat ve 6 kat), farklı dikiş enlerinde (36 mm-büyük hücre ve 18 mm-küçük hücre) ve farklı dikiş yoğunluğunda (3 adım/cm ve 6 adım/cm) dikilerek kalıplanmıştır. Böylece, 'rombus' birim-hücre yapısına sahip çekirdek elde edilmiştir. Geliştirilen çekirdek yapılar, hem düzlemsel hem de düzlem-dışı konumlandırılarak E-cam/epoksi dış yüzeyler ile sandviç kompozitler elde edilmiş ve ticari PP ve alüminyum balpeteği çekirdek yapı içeren sandviç kompozitlerle performansları bakımından karşılaştırılmıştır.  Küçük hücreli sandviç kompozitlerin eğme, basma ve darbe dayanımlarının, genel olarak büyük hücreli sandviç kompozitlere kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Kat sayısı ve dikiş yoğunluğu arttıkça, hem büyük hem de küçük hücreli sandviç kompozitlerin dayanımları artmıştır. Bu tez çalışması ile PP çuval dokuma kumaş, tasarımsal bir sandviç çekirdek malzemesine dönüşerek, düşük maliyetle katma değeri yüksek bir ürün geliştirilmiştir. Elde edilen test sonuçları, tez kapsamında geliştirilen sandviç kompozitlerin, ticari olarak kullanılan yapılara fiyat ve performans bakımından alternatif olabileceği, başta rüzgâr türbini kanat malzemesi olmak üzere birçok endüstriyel uygulama alanında kullanılma potansiyeli bulunduğu sonucunu göstermiştir.

Abstract:
In this study, layered polypropylene (PP) woven fabrics were combined with stitching method to develop unique core structures with geometric cells for sandwich composites. Bending, compression and impact behavior of sandwich composites produced by using core structures were investigated and damage resistance was determined. Plain weave PP woven fabric is used in the core structure of sandwich composites. The fabric was stitched in different number of layers (2 layers, 4 layers and 6 layers), different stitching widths (36 mm-large cell and 18 mm-small cell) and different stitching density (3 steps/cm and 6 steps/cm) and then molded to obtain sandwich cores having rhombus unit-cell structure. The developed core structures were positioned in both in-plane and out-of-plane directions and sandwich composites were produced with E-glass/epoxy face sheet. The developed sandwich composites are compared with sandwich composites containing commercial PP and aluminum honeycomb core structure in terms of their performance. Bending, compression and impact strengths of small cell sandwich composites were generally higher than those of large cell sandwich composites. As the number of layers and stitch density increased, the strength of both large and small cell sandwich composites increased. PP woven fabric has been converted into a novel design high value added/low cost sandwich core material. The test results showed that the sandwich composites developed within the aim of the thesis could be an alternative to commercially used structures in terms of price and performance, and have the potential to be used in many industrial applications, especially wind turbine blade material.