Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

KOMPOZİT MALZEMELER MEKANİĞİ

No description
by

EMRE AYHAN

on 5 November 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of KOMPOZİT MALZEMELER MEKANİĞİ

1.3
Fiberle Güçlendirilmiş Kompozitlerin Geri Dönüşümü
KOMPOZİT MALZEMELER MEKANİĞİ
TEŞEKKÜR
EDERiM
Emre AYHAN
1.4
Mekanik Terminolojisi
1.5
Bölüm Özeti
- Bu bölüm detaylı bir şekilde tanıtarak, kompozit malzemelerin monolitik (tek atom türünden oluşan) malzemelerden üstün ve zayıf yönlerini sıralamaktadır. - Fiber ve martis faktörlerinin kompezitlerin mekanik özelliklerine olan etkisi tartışıldı. Buna ek olarak karbon-karbon kompozitler incelendi.
- Kompozit malzemelerin üretimi, mekanik özellikleri ve uygulamaları açıklandı.
- Kompozit malzemelerin geri dönüşümü ve kompozit malzemeler mekaniğinde kullanılan terminoloji tartışıldı.
Kompleks yapılı kompozitler neden geri dönüştürülür?
Kompleks yapılı kompozitler içerisinde;
- Termosetler (ısıtıldıklarında sertleşen ve bu halini sonsuza dek koruyan plastikler)
- Termoplastikler (ısıtıldıklarında yumuşayan, soğutulduklarında tekrar sertleşen plastik)
- Kısa ve uzun fiberler
- Cam
- Karbon bulundurmaktadır.
Bu malzemelerin geri kazanımı için kompozit malzemelere geri dönüşüm işlemleri uygulanmaktadır.
Kompozitlerin geri dönüşümü nasıl yapılır?
Geri dönüşüm işlemi kimyasal ve mekanik olmak üzere iki prosesten oluşmaktadır.
Mekanik Prosesler
Parçalama (İnce ince kesme)
Ayırma
Yıkama
Öğütme
Kurulama
Çekme
Kimyasal Proses
Piroliz; kompozit malzemelerin içindeki cam ve metallerin ayrılmasından sonra geriye kalan ve işe yaramaz gibi görünen organik maddelerin; hava kullanılmadan ısıtılarak gaz, sıvı yakıt ve kömüre dönüştürülmesidir.
Mekanik olarak geri dönüşümü yapılan kısa-fiber kompozitlerin kullanıldığı yerler?
Geri dönüşümlü malzeme toz veya lif şeklinde kullanılabilir. Toz şeklindeki malzeme sac kalıplama bileşimleri için, lif şeklindeki malzeme ise dökme kalıplama bileşimlerinde takviye için kullanılır.
Kimyasal geri dönüşüm neden mekanik geri dönüşüm kadar popüler değildir?
Kimyasal geri dönüştürme işlemi pahalıdır. Piroliz gibi bir proses bir çok gaz oluşumuna sebep olur. Ancak, General Motors tarafından, kompozit otomobil parçaları geri dönüşümü için, uyarlanmış bir proliz yöntemi vardır. Gazlar ve yağlar kurtarılırken, aynı zamanda artıklar, beton ve çatı kiremitlerin de dolgu maddeleri olarak kullanılır.
Bir diğer sorun klor içeriği. Geri dönüşümlü cam elyafları , yeni kompozit malzemesinin basma gerilmesi dayanımını düşürerek bir sorun teşkil eder.

Farklı kompozitlerin birbirinden ayrılamaması durumunda ne yapılabilir?
Yakıt olarak yakılması veya kullanımı tek çözüm olabilir. Çünkü; metal, termoset, ve termoplastikler karışmış olabilir. Bu durum zehirli malzemelerin oluşmasını mümkün kılabilir. Polimer matris kompozitlerin yakıt değeri, 5000 BTU/lb (11622 kJ / kg) civarındadır. Bu değer yaklaşık kömürün yakıt değerinin yarısıdır.

Geri dönüşümde yaygın olarak kullanılan kimyasal süreç hangisidir?
En çok yakmanın tercih edildiği söylenebilir.
Avantajları:
- Düşük maliyet
- Yüksek hacim azalması, hiçbir kalıntı malzemenin kalmaması ve dolayısıyla düşük hurda haciminin olması

Kompozit yapısı mekanik olarak nasıl analiz edilir?
Kompozit malzemeler iki ya da daha fazla bileşenden oluşur. bu sebeple kompozit malzemelerin analiz ve dizaynı metal gibi alışılagelmiş malzemelerinkinden farklıdır.

Öncelikle, bileşenlerin bireysel özelliklerinden bir kompozit katmanının ortalama özellikleri tespit edilir. Bu özellikler; katılık, mukavemet, termal ve nem genleşme katsayılarını içerir. Ortalama özelliklerin katmanın homojen yapıya sahip olduğu kabulu düşünülerek türetileceği not edilmelidir. Bu veriler laminanın katılık ve mukavemet gereklilikleri için optimize edilebilir. Bu laminenin “mikro mekaniği” olarak adlandırılır.

İkinci olarak, tek yönlü / iki yönlü bir lamina için gerilme-gerinim ilişkisi geliştirilir. Yükler; laminanın asal simetri doğrultusu boyunca ya da eksenden kaçık uygulanabilir. Bu uygulama ile katılık için ilişkiler, termal ve nem genleşme katsayıları ve açılı tabakaların mukavemetlerinden biri gelişir. Bu bir laminanin “makro mekaniği” olarak adlandırılır.
Kompozit yapısı mekanik olarak nasıl analiz edilir?
Kompozit malzemelerden yapılan bir yapı genelde birbiri üzerinde yığın haline gelmiş çeşitli laminalardan yapılan bir laminat yapısıdır. Tek bir laminanın makro mekaniğini bilmek, laminanın makro mekaniklerini geliştirir. Katılık, mukavemet, termal ve nem genleşme katsayıları tüm laminatlar için bulunabilir. Laminat başarısızlığı; her katmana başarısız teorilerin uygulanması ve gerilmelere dayanır. Kompozitlerin analizinin bu bilgisi; sonunda kompozitlerden oluşan yapıların mekanik dizaynı için temeli oluşturabilir.
İzotropik gövde nedir?
İzotropik bir malzeme tüm doğrultularda aynı özelliklere sahiptir. Örneğin; çeliğin elastiklik modülü her doğrultuda aynı özelliği gösterir.
Homojen gövde nedir?
Homojen gövde; gövde içindeki bütün noktalarda aynı özelliklere sahiptir. Çelik bir halat homojen bir gövdeye örnektir. Bununla birlikte, bu halat bir tarafından ısıtılırsa, halat üzerindeki çeşitli noktalarda sıcaklık farklı olacaktır. Çeliğin elastiklik modülü sıcaklıkla değiştiğine göre, artık homojen bir gövdeye sahip değildir. Gövde hala izotropiktir çünkü belli bir noktadaki özellikler bütün doğrultularda aynıdır.
Kompozit malzemeler izotropik ve/ya da homojen midir?
Bir çok kompozit malzeme ne izotropik ne de homojendir. Uzun cam elyaflarla desteklenmiş bir epoksi örneği ele alalım. Cam elyaf üzerinde bir bölge seçtiğimizde, özellikler epoksi matris üzerindeki bir bölgeden farklıdır. Bu kompozit malzemeyi homojen olmayan (heterojen) yapar.
Aynı zamanda elyafa paralel olan doğrultudaki katılık, elyafa dik olan doğrultudakinden daha yüksektir. Böylece, özellikler doğrultuya bağlı değildir. Bu kompozit malzemeyi anizotropik yapar.
Anizotropik malzeme nedir?
Anizotropik bir malzemenin bir noktasında tüm doğrultulardaki özellikler farklıdır.
Homojen olmayan gövde nedir?
Homojen olmayan bir gövde; gövdenin pozisyonunun bir fonksiyonu olan özelliklere sahip malzemedir.
Lamina nedir?
Lamina (aynı zamanda katman ya da tabaka olarak adlandırılır); bir matris içine sıralanmış; dokunmuş fiber ya da tek yönlü fiberlerin tek yassı katmanıdır.
Laminat nedir?
Laminat; kompozitlerin katmanlarının yığınıdır. Her katman farklı oryantasyonlarda uzanabilir ve farklı malzeme sistemleri olabilir.
Melez Laminat Nedir?
Melez kompozitler bir laminatda ya bir fiberden daha çok ya da bir matris sistem içerirler. Aşağıda melez laminatların 4 ana çeşidi verilmiştir.
Katman arası melez laminatlar
İki ya da daha çok farklı kompozit sistemden yapılmış katmanlar içerir.
Örnek; burulma direncini sağlamak için cam/epoksi katmanlardan ve katılık vermek için grafit/epoksi den yapılan araç tamponları. Kombinasyon aynı zamanda tampon maliyetini düşürür.
Katman içi melez laminatlar
Aynı katmanda kullanılan iki ya da daha çok farklı fiberden oluşur.
Örnek; hem grafit hem de aramid fiberlerinin kullanıldığı golf sopaları. Grafit fiberler burulma direnci sağlarken, aramid fiberler gerilme direnci ve tokluk sağlar.
Katman arası – katman içi melez laminatlar
Aynı katmanda iki ya da daha fazla farklı fibere sahip katmanlardan oluşur ve aynı zamanda birden fazla katmanın içinde ayrı kompozit sistemlere sahiptir.
Reçine melez laminatlar
Lamine içinde iki ya da daha fazla fiber kombinasyonu yerine, iki ya da daha fazla reçine kombine edilmesidir. Genelde, bir reçine esnek ve diğeri rijittir.
Testler kanıtlar ki; reçine melez laminatları kayma ve kırılma özelliklerini esnek ya da rijit reçinelere oranla en az % 50 oranında yükseltir.
Full transcript