3 2

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 1 Proje No: 213M542 Proje Bitiş Tarihi: 15.03.2016 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 18-10-2018

YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU

Öz:
Bu çalışma nanolif destekli nanokompozit arakatmanların geleneksel yapısal kompozitlere entegrasyonunu hedeflemiştir. Deneysel bulguların modelleme çalışmalarıyla desteklendiği bu proje yapı olarak üçe ayrılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde ana odak noktası, epoksi uyumlu polistiren-ko-glisidil metakrilat (P(St-co GMA)) bazlı nanofiberlerin kompozit süreçleme sırasında nanolif yapılarının korunmasını sağlayan çapraz bağlanma stratejisinin geliştirilmesi olmuştur. Uygun çapraz bağlayıcı ve reaksiyon başlatıcı olarak Ftalik Anhidrid (FA) ve tributil amin (TBA) değişik oranlarda P(St-co-GMA) çözeltilerine eklenmiştir. Projenin bu bölümünde önemli bir çıktı olarak elektro dokuma yöntemiyle herhangi bir akmazlık problemi olmaksızın üretilebilen ve zamanlaması tasarlanarak yapısal kompozit kürlenmesi sırasında çapraz bağlanıp yapısal bütünlüğü/uyumu koruyabilen nanolif reçeteleri çıkartılmıştır. Projenin ikinci bölümünde, bu reçete yapı-içi çapraz bağlanabilen nanolif destekli epoksi nanokompozitlerin üretilmesinde uygulanmıştır. Numuneler statik mekanik testlere tabi tutulmuş ve performansları incelenmiştir. Buna paralel olarak yapı-içi çapraz bağı nanolifleri kendi başlarına gösterdikleri mekanik özellikler mühendislik geri hesaplama yöntemiyle DIGIMAT programı aracılığıyla hesaplanmış ve kimyasal çapraz bağlanmanın mekanik avantajlar sayısal olarak değerlendirilmiştir. Son bölüm ise yapı-içi çapraz bağlanabilen nanoliflerin yapısal kompozitlere arakatman olarak entegrasyonunu konu almaktadır. Bu bölümde nanolif takviyeli yapısal kompozitlerin 3-nokta eğme, çentikli eğme performansları, enine matris çatlamasına (ing. tranverse matrix cracking) karşı dirençleri, mühendislik tasarımına entegrasyonu açısından mukavemet parametreleri belirlenmiş, hasar odaklı tasarımları örnekleyen delikli çekme performansları ölçülmüştür. Kaydadeğer bir ek ağırlık cezası getirmeden, kırılma tokluğunda %80, açık-delik çekme mukavemetinde %10 a varan artışlar, nanolifli arakatmanların faydalarına örnek olarak not edilebilir. Son olarak nanolif arakatmanların yükleme altında kararlı uçuş kanatçıkları uç-nokta deplasman performasına yaptığı katkı deneysel olarak gösterilmiştir. Kanatçık uç nokta maximum deplasmanın %15 mertebesinde aşağıya çekildiği gösterilmiştir. Yüksek performans göstergesi olarak proje sonuçları, nanolif entegre prepreg malzeme bağlamında prototip ürün gösterimine olanak sağlamıştır.
Anahtar Kelime: elektrodokuma yerinde çapraz bag kendinden matris kompozit arakat nanokompozit nanolif

Konular: Malzeme Bilimleri, Özellik ve Test

YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU

Öz:
This study aims to integrate nanofiber reinforced nanocomposite interfaces into conventional structural composites. The project tasks are divided into three parts. The first part of the study focuses on an in-situ, thermaly stimulated cross-linking strategy. It enables continous electrospinning without any viscosity problems and preserves the formed nanofibrous structures during composite making thermal cycles. Epoxy compatible polisytrene-co-glycidyl methacrylate (P(St-co-GMA)) based nanofiber production process is exemplified.. As suitable cross-linking agent and reaction initiator Phthalic Anhyride (PA) and tributyl amine (TBA) in different portions are added to P(St-co-GMA) solution. As a significant output, the nanofiber recipe along with the thermal process adopted to the composite curing cycle is presented. In the second part of the project, this recipe and thermal stimulation is implemented in in-situ cross-linking nanofiber reinforced epoxy nanocomposite manufacturing. Nanofibrous polymeric nanocomposites and their mechanical behaviour are demonstrated by mechanical testing. Performance changes by incorporation and several choices of nanofibers are reported. The efforts incude the back-calculation of the mechanical properties of the in-situ cross-linked nanofibers using DIGIMAT software. These analyses and comparative study reveal the mechanical advantages of proposed thermally stimluated chemical cross-linking. The final part of the project is dedicated to the integration of the nanofibrous interlayers into high performance structural composites. Extensive mechanical testing program is followed to characterize and demostrate the use of nanofibrous interlayers: strength parameters testing, 3-point flexural testing, fracture toughness testing, and tensile testing on custom designed lay-ups for resistance to transverse matrix cracking. Without notable weight penalty, there is %80 and %10 improvement on the mode II fracture toughness and matrix cracking failure modes, respectively. Damage tolarance capabilities of the interlayered composites are also reported by open-hole static tension and fatigue testing. Finally, the nanofibrous interlayer concept in an application problem is presented. Structural response of the small cantilever stabilizing-wing made of nanofibrous interlayered carbon/epoxy composite laminate is demonstrated as improved by %15. The reported high performance output by the project facilitates prototype of the nanofibrous interlayer integrated prepreg system
Anahtar Kelime:

Konular: Malzeme Bilimleri, Özellik ve Test
Erişim Türü: Erişime Açık
APA PAPİLA M, ERSOY N, BİLGE K, ATILGAN A, ÜRKMEZ A, AKGÜN B, YILMAZ B, KAHRAMANSOY E, JAVANSHOUR F, MENEKŞE O (2016). YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. , 1 - 1.
Chicago PAPİLA Melih,ERSOY Nuri Bülent,BİLGE Kaan,ATILGAN Ali Rana,ÜRKMEZ Ayça,AKGÜN Barış,YILMAZ Bengisu,KAHRAMANSOY EYLEM,JAVANSHOUR Farzin,MENEKŞE Oğuz YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. (2016): 1 - 1.
MLA PAPİLA Melih,ERSOY Nuri Bülent,BİLGE Kaan,ATILGAN Ali Rana,ÜRKMEZ Ayça,AKGÜN Barış,YILMAZ Bengisu,KAHRAMANSOY EYLEM,JAVANSHOUR Farzin,MENEKŞE Oğuz YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. , 2016, ss.1 - 1.
AMA PAPİLA M,ERSOY N,BİLGE K,ATILGAN A,ÜRKMEZ A,AKGÜN B,YILMAZ B,KAHRAMANSOY E,JAVANSHOUR F,MENEKŞE O YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. . 2016; 1 - 1.
Vancouver PAPİLA M,ERSOY N,BİLGE K,ATILGAN A,ÜRKMEZ A,AKGÜN B,YILMAZ B,KAHRAMANSOY E,JAVANSHOUR F,MENEKŞE O YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. . 2016; 1 - 1.
IEEE PAPİLA M,ERSOY N,BİLGE K,ATILGAN A,ÜRKMEZ A,AKGÜN B,YILMAZ B,KAHRAMANSOY E,JAVANSHOUR F,MENEKŞE O "YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU." , ss.1 - 1, 2016.
ISNAD PAPİLA, Melih vd. "YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU". (2016), 1-1.
APA PAPİLA M, ERSOY N, BİLGE K, ATILGAN A, ÜRKMEZ A, AKGÜN B, YILMAZ B, KAHRAMANSOY E, JAVANSHOUR F, MENEKŞE O (2016). YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. , 1 - 1.
Chicago PAPİLA Melih,ERSOY Nuri Bülent,BİLGE Kaan,ATILGAN Ali Rana,ÜRKMEZ Ayça,AKGÜN Barış,YILMAZ Bengisu,KAHRAMANSOY EYLEM,JAVANSHOUR Farzin,MENEKŞE Oğuz YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. (2016): 1 - 1.
MLA PAPİLA Melih,ERSOY Nuri Bülent,BİLGE Kaan,ATILGAN Ali Rana,ÜRKMEZ Ayça,AKGÜN Barış,YILMAZ Bengisu,KAHRAMANSOY EYLEM,JAVANSHOUR Farzin,MENEKŞE Oğuz YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. , 2016, ss.1 - 1.
AMA PAPİLA M,ERSOY N,BİLGE K,ATILGAN A,ÜRKMEZ A,AKGÜN B,YILMAZ B,KAHRAMANSOY E,JAVANSHOUR F,MENEKŞE O YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. . 2016; 1 - 1.
Vancouver PAPİLA M,ERSOY N,BİLGE K,ATILGAN A,ÜRKMEZ A,AKGÜN B,YILMAZ B,KAHRAMANSOY E,JAVANSHOUR F,MENEKŞE O YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU. . 2016; 1 - 1.
IEEE PAPİLA M,ERSOY N,BİLGE K,ATILGAN A,ÜRKMEZ A,AKGÜN B,YILMAZ B,KAHRAMANSOY E,JAVANSHOUR F,MENEKŞE O "YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU." , ss.1 - 1, 2016.
ISNAD PAPİLA, Melih vd. "YÜKSEK KIRILMA DİRENCİ İÇİN NANOKOMPOZİT ARAKATLARIN YAPISAL KOMPOZİT MALZEMELERE ENTEGRASYONU". (2016), 1-1.