A numerical study on the thermal expansion coefficients of fiber reinforced composite materials


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2005

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ZİYA HAKTAN KARADENİZ

Danışman: DİLEK KUMLUTAŞ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, farklı türde lif ve matris malzemelerden oluşan kompozit malzemelerin ısıl genleşme katsayıları önce mevcut analitik yöntemlerle belirlenmiş, daha sonra kompozit malzemelerin mikro yapıları temsili birim hücreler şeklinde modellenerek sonlu elemanlar yöntemiyle çözüm yapan ANSYS programı kullanılarak analizler yapılmıştır. Malzemelerin enine ve boyuna ısıl enleşme katsayılarını belirleyebilmek için birim kenarlı bir küp içine yerleştirilmiş bir silindir şeklinde üç boyutlu mikro yapı modelleri oluşturulmuştur. Liflerin matris malzeme içinde karesel düzende dağıldığı varsayılmıştır.Lif doğrultusu, miktarı ve türünün malzemenin ısıl genleşme katsayısı üzerindeki etkilerini incelemek ve analitik yöntemlerle sonlu elemanlar yöntemini karşılaştırmak için tüm kompozit malzemelerin %10'luk aralıklarla %10 - %80 aralığında hacimsel lif oranına sahip modelleri oluşturulmuştur. Bununla birlikte elde edilen sonuçları mevcut deney sonuçlarıyla karşılaştırmak için 40%, 47%, 48%, 54%, 57%, 63%, 65% ve 68% hacimsel oranlarında lif içeren modeller oluşturulmuştur.Sonlu elemanlar yönteminin Rosen-Hashin yöntemiyle iyi uyum gösterdiği diğer analitik yöntemlerle de uyumlu olduğu görülmüştür. Deney sonuçları ile en iyi uyumu sonlu elemanlar yöntemi göstermiştir. Diğer analitik yöntemler ise bazı malzemeler için iyi sonuçlar verirken bazılarında deney sonuçlarına göre yüksek sapma göstermişlerdir. Kompozit malzemenin ısıl genleşme katsayısını belirlemek için sonlu elemanlar yönteminin güvenilir bir yol olduğu görülmüştür.