Grafen katkılı hibrit kompozit malzemelerden üretilmiş silindirik kutuların ezilme davranışları, hasar analizleri ve yaşlanma etkisinin incelenmesi
Investigation of the crushing behavior, damage analyses and aging effect of cylindrical boxes manufactured from graphene added hybrid composite materials
Yazar: BARAN ERKEK
Danışman: PROF. DR. HAMİT ADİN ; DOÇ. DR. ERTAN KÖSEDAĞ
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kompozitler = Composites ; Yaşlandırma = Ageing

Özet:
Otomotiv sektöründe yolcu güvenliğini sağlamak ve araç bütünlüğünü korumak için birçok çalışma yapılmaktadır. Oluşan kazalar sırasında yolcuların güvenliğini sağlayarak olası yaralanmaları önlemek veya ölümle sonuçlanmasını engellemek için çalışmalar süre gelmektedir. Bunun için kaza anında ortaya çıkan enerjiyi soğuracak malzemeler önem kazanmaktadır. Burada enerji soğurma özelliği kadar önemli olan kullanılacak olan malzemenin hafifliğidir. Hafiflikleri kompozit malzemelerin araçlarda çarpışma kutuları olarak kullanılmasında önem kazandırmaktadır. 
Bu çalışmada, 6 farklı tip kompozit silindirik kutu ve bu kutulara 2 farklı oranda (%0,25 ve %0,50) grafen takviyesi ile üretilen aynı zamanda 2 farklı oranda yaşlandırmaya tabi tutulan (60 0C saf su içerisinde 500 saat ve 1000 saat) kompozitler yani toplamda 54 farklı numune yarı statik basma testine tabi tutulmuşlardır. Numuneler vakum infüzyon yöntemi ile epoksi reçine matrisli cam fiber, aramid fiber, karbon fiber ve bu fiberlerin hibiridizasyonu olan içten dışa doğru aramid-karbon-cam, karbon-cam-aramid, cam-aramid-karbon olarak üretilmiştir. Basma testleri 2mm/dk hızla yapılmıştır. Testler sonrasında takviyeli, takviyesiz ve yaşlandırılmış numunelerin maksimum tepe kuvvetleri enerji soğurma özellikleri ve spesifik enerji soğurma özellikleri incelenmiş, elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. En yüksek maksimum tepe kuvveti, enerji soğurma özelliği ve spesifik enerji soğurma özelliği epoksi reçine matrisli karbon fiber kompozit silindirik kutuda tespit edilmiştir. Grafen takviyesinin epoksi reçine matrisli aramid fiberde maksimum tepe kuvveti, enerji soğurma ve spesifik enerji soğurma üzerinde kayda değer derecede etkili olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In the automotive sector, many studies are being carried out to ensure passenger safety and preserve vehicle integrity. Studies are ongoing to ensure passenger safety during accidents and to prevent possible injuries or deaths. For this reason, materials that will absorb the energy generated during an accident are gaining importance. Here, the lightness of the material to be used is as important as the energy absorption feature. Their lightness makes composite materials important for use as crash boxes in vehicles.,
In this study, 6 different types of composite cylindrical boxes and composites produced with 2 different rates (0.25% and 0.50%) of graphene reinforcement in these boxes and also subjected to 2 different rates of aging (500 hours and 1000 hours in 60 oC pure water), i.e. a total of 54 different samples, were subjected to semi-static compression tests. The specimens were produced by vacuum infusion method with epoxy resin matrix as glass fibre, aramid fibre, carbon fibre and hybridisation of these fibres from inside to outside as aramid-carbon-glass, carbon-glass-aramid, glass-aramid-carbon. Compression tests were carried out at a speed of 2mm/min. After the tests, peak forces, energy absorption properties and specific energy absorption properties of reinforced, unreinforced and aged samples were analysed and the results obtained were interpreted. The highest maximum peak force, energy absorption property and specific energy absorption property were determined in the carbon fiber composite cylindrical box with epoxy resin matrix. Graphene reinforcement was found to be significantly effective on peak force, energy absorption and specific energy absorption in epoxy resin matrix aramid fibre.