Mekanik özellikler
Bu konu başlığı altında 217 tez
Poliüretan sistemlerin mekanik ve protein adsorpsiyon özelliklerinin moleküler dinamik simülasyonları ile incelenmesi
Çalışmanın amacı, hidrofilik-hidrofobik ve hidrofilik sarkan zincirlere sahip poliüretan (PU) sistemlerin mekanik-termal özellikleri ve protein etkileşimlerini moleküler dinamik (MD) simülasyon yöntemini kullanarak araştırmaktır. PU kaplamaların farklı bileşenlerinin termal ve mekanik özelliklerini nasıl etkilediğini ve bu sistemlerin biyoteknolojik uygulamalarına katkıda bulunma potansiyelini araştırmaktadır. Çalışma, hidrofilik ve amfifilik PU sistemlerinin mekanik ve termal özelliklerinde belirgin farklılıklar gösterdiğini ortaya koymuştur. Aynı zamanda, PU kaplamaların deniz organizmalarının yapışkan proteinleri ile etkileşimlerini incelemek için protein-polimer etkileşim enerjileri hesaplanmış ve PU kaplamaların bu tür etkileşimlere duyarlılığı araştırılmıştır. Bu bulgular biyoteknolojik ve antifouling kaplama tasarımlarının geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır. Ayrıca çalışma, çok ölçekli modelleme tekniklerinin moleküler düzeydeki faaliyetlere dayalı olarak makro ölçekteki özellikleri ne kadar iyi tahmin edebildiğini göstermektedir. Bulgular, çeşitli çevresel ortamlarda daha iyi performans gösteren ve gelişmiş biyo-direnç ve dayanıklılığa sahip yeni nesil PU kaplamaların mantıksal gelişimi için yararlı öneriler sunmaktadır.
GGG 50 küre grafitli dökme demirin Cr-Mo takviyesi ile aşınma direncinin iyileştirilmesi
Proje kapsamında Molibden-Krom katkılı GGG50 malzemesi üretilip, bu malzeme belirli aşamalardan geçtiğinde, gerekli analiz, görüntüleme ve test sonuçları elde edildiğinde, küre grafitli dökme demirin değişken şartlarda kazandığı farklı mekanik özellikler doğrultusunda bazı takım çeliklerinin yerine yüksek aşınma direnci, yüksek darbe direnci katarak ağır işletme şartlarına haiz birçok alanda kullanılabilecek yeni bir malzeme sunulması anlatılmıştır.
Kritik tüfek parçalarında malzeme ve ısıl işlem kaynaklı hasarlar ve giderilmesi
Bu tez çalışmasında yivsiz av ve spor tüfeklerinde kullanılan ve mekanizmanın çalışmasında kritik rol oynayan bazı silah parçalarında kullanılan AISI 420, AISI 8620 ve AISI 4140 malzemelerinin mekanik özelliklerinin ısıl işlem uygulanarak iyileştirilmesi amaçlandı. Bu malzemeler savunma, otomotiv, havacılık, madencilik, inşaat ve tarım gibi birçok alanda çok yaygın kullanılmaktadır. Av ve spor tüfeklerinde kullanılan, sıcaklık ve basınca maruz kalan kritik parçalarda malzemenin uygun olmayan mikro yapısı ve uygulanan ısıl işlemlerin optimize edilmemiş olmasından kaynaklanan hasarlar meydana gelebilmektedir. Isıl işlem yapılırken uygulanan işlem parametrelerinde yapılacak yanlış seçimler kritik parçalarda erken hasara neden olduğundan optimum ısıl işlem parametrelerinin belirlenmesi, parçaların ve dolayısıyla tüfeklerin kullanım ömrü üzerinde doğrudan etkilidir. Bu çalışmada pratikte karşılaşılan, imal edilmiş ve montajı yapılmış parçaların kullanımları esnasında kırılarak hasara uğraması gibi sorunlar ele alındı ve bu hataların önüne geçilmesi için uygulanacak ısıl işlemlerin optimizasyonuna çalışıldı. Yapılan çalışmalar için talaşlı imalatla üretilen numunelere ve parçalara belirlenen ısıl işlemler yapılmış olup, av tüfeklerinde kullanılan bu parçaların dinamik yükler altında davranışlarını incelemek, yorulma dayanımını artırmak, malzemenin mekanik ve mikro yapı özelliklerini geliştirmek üzere deneyler yapıldı ve elde edilen veriler karşılaştırıldı. Çalışmada hazırlanan standart numunelerin ısıl işlemli ve ısıl işlemsiz olarak sertlik ölçümleri, çentik darbe ve çekme deneyleri gerçekleştirildi ve kırık yüzey incelemeleri yapıldı. Elde edilen sonuçlar, ısıl işlemin parçaların mekanik özelliklerini önemli ölçüde geliştirdiğini ve optimal parametrelerin belirlenmesiyle malzemenin genel performansını artırılabileceğini gösterdi. Bu tezdeki veriler seçilen malzemelerin ısıl işlemleri için bilgiler sunmaktadır ve bu parçaların kullanım ömrünü uzatma potansiyeline sahiptir.
AMn7O12(A= Ca, Cd, Sr) perovskit bileşiklerin yapısal, mekanik, elektronik ve optik özelliklerinin AB-initio yöntemiyle incelenmesi
Rombohedral AMn7O12 (A=Ca, Cd, and Sr) bileşiklerin yapısal, mekanik, elektronik ve optik özellikleri değişim-korelasyon enerjisi için spin polarize genelleştirilmiş gradyen yaklaşımı (GGA) kullanılarak incelenmiştir. CaMn7O12, CdMn7O12 ve SrMn7O12 bileşikleri için hesaplamalarda kullanılan deneysel örgü parametre değerleri ile yapısal optimizasyon sonucunda elde edilen değerler arasındaki fark sırasıyla %1, %1,5 ve %1,4'ten azdır. Zor-zorlanma ilişkisi kullanılarak hesaplanan elastik sabitlerin rombohedral yapı için Born kararlılık kriterlerini sağladığı görülmüştür. Elastik modülleri ve diğer ilgili nicelikler de bu elastik sabitlerden hesaplanmış ve yorumlanmıştır. Spin polarize durumunda her üç bileşik yarı-metal elektronik bant yapısına sahiptir. Son olarak, x ve z eksenleri boyunca frekansa bağlı dielektrik fonksiyonun gerçek ve sanal kısımları ile diğer optik fonksiyonları hesaplanmıştır.
Fiziksel olarak aktif bireylerde titreşimli foam roller uygulamasının gastroknemius kas pasif mekanik özellikleri, gecikmiş kas ağrısı ve fonksiyonları üzerine etkisi
Bu çalışmanın amacı fiziksel olarak aktif bireylerde gastroknemius kasına yapılan iki farklı foam roller uygulamasının kas pasif mekanik özellikleri, gecikmiş kas ağrısı ve fonksiyonları üzerine olan etkilerini araştırmaktı. Çalışmaya fiziksel olarak aktif 15 erkek, 15 kadın olmak üzere 30 sağlıklı birey (ort yaş±ss: 23,29±1,12 yıl) dahil edildi. Çalışmaya katılan bireylerin demografik bilgileri ve ilk ölçümleri (egzersiz öncesi) alındıktan sonra 30 tekrar ve 5 setten oluşan eksentrik topuk yükseltme egzersizi yapmaları istendi. Bu egzersiz ile bireylerin her iki bacağında da gastroknemius gecikmiş kas ağrısı (GKA) oluşturmak hedeflendi. Egzersizden sonra ölçümler tekrarlandı (egzersiz sonrası). Bireylerden 48 saat sonra tekrar değerlendirmeye gelmeleri istendi. 48 saat sonra değerlendirmeye gelen bireylere önce ölçümler tekrarlandı (foam roller öncesi), sonra titreşimli foam roller (VFR)'ın uygulanacağı kas (sağ veya sol gastroknemius) randomizasyon ile belirlenerek uygulama yapıldı, diğer kasa ise titreşimsiz foam roller (NVFR) uygulaması yapıldı. Uygulamalar sonrası son ölçümler alındı (foam roller sonrası). Kasın pasif mekanik özellikleri Myoton-3 cihazı ile, gecikmiş kas ağrısı Görsel Analog Skalası (GAS) ile, kas kuvveti el dinamometresi ile, eklem hareket açıklığı (EHA) ağırlık aktarmalı hamle testi ile ve dinamik denge Y-Denge Testi ile değerlendirildi. Foam roller uygulaması sonrasında foam roller öncesine kıyaslandığında ayak bileği eklem hareket açıklığındaki, kas kuvvetindeki ve anterior yönlü dinamik dengedeki artış NVFR'ye göre VFR'de daha fazlaydı (Sırasıyla p<0,001, p=0,04, p=0,01). VFR ve NVFR uygulamalarının her ikisi de gecikmiş kas ağrısını, kas tonusunu ve sertliğini azaltmak, kas kuvvetini, EHA'yı ve dinamik dengeyi arttırmak amacıyla kullanılabilir. Öte yandan titreşimli foam roller uygulamasının egzersiz sonrası toparlanma sürecinde kas kuvvetini, EHA'yı ve dinamik dengeyi daha fazla arttırdığı düşünüldüğünde egzersiz sonrası toparlanma sürecinin hızlandırılması amacıyla kullanılması önerilebilir. Anahtar Kelimeler: vibrasyon, kas kuvveti, egzersiz, denge, ayak bileği
Kurumsal mekanda görsel okunaklılık
Sanayi devrimiyle başlayan köylerden kentlere göçle birlikte kentler hızla değişip büyümeye başlamıştır. Bu hızlı değişimle mekanların ihtiyaçları artmış; bu ihtiyaçları karşılamak için de; mekan ve zaman hissini güçlendirmek, ilişkileri iyileştirmek ve hayatı basitleştirmek gereksinimi doğmuş, bunun için de mekan grafiklerinden yardım alınması zorunlu hale gelmiştir. Çalışmanın birinci bölümünde geçmişten günümüze kurumsal mekanların gelişimi ve kurumsal mekanın oluşturulmasında dikkat edilmesi gereken hususlar ele alınırken; ikinci bölümde görsel okunaklılığın gerekliliği ve çevre işaretlerinin önemine vurgu yapılmıştır. Ayrıca son yıllarda önemi git gide artan yaşlılar ve fiziksel engelliler için işaret sistemlerinden bahsedilmiştir. Son bölümde, tez çalışmasındaki bilgiler ışığında oluşturulmuş 5 mekanın incelemesi bulunmaktadır. Randall Çocuk Hastanesi, Boston Çocuk Hastanesi, Osmanlı Bankası Müzesi, Sakıp Sabancı Müzesi, Dubai Uluslararası Havalimanı'nda yapılmış mekan grafikleri, yönlendirme, bilgilendirme ve sergileme tasarımları da sunulmuştur
Ramor 500 zırh çeliğinin farklı ark ergitme kaynak birleştirmelerinin metalurjik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, RAMOR 500 zırh çeliği, Hibrit Plazma Ark Kaynağı (HPAK), Gaz Metal Ark Kaynağı (GMAK) ve Soğuk Metal Transfer Ark Kaynağı (CMT) yöntemleri ile robotik olarak kaynak edilmiştir. Üç farklı ergitme kaynak yönteminin Ramor 500 zırh çeliğinin metalürjik ve mekanik özelliklerine etkisinin araştırılması amacı ile kaynaklı numuneler optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), EDS ile incelenmiş ve Vickers sertlik, çekme testi, üç nokta eğme testi ve çentik darbe testlerine tabi tutulmuştur. HPAK ve GMAK kaynaklı numunelerin kaynak metali bölgelerinin çoğunlukla östenik yapıda olmakla beraber az miktarda martenzitik ve kısmen δ-ferrit fazından oluşmuş iken CMT kaynaklı numunede ise östenitik ve az miktarda δ-ferrit fazından oluştuğu tespit edilmiştir. Kaynak metali ve ITAB sertlik değerleri esas metalden yüksek olduğu tespit edilmiş olup zırh çeliklerinin çoğu ergitmeli ark kaynaklarında büyük bir problem olarak anılan kaynak bölgesi veya ITAB sertliklerinin ana malzemeden daha düşük olması problemi giderilmiştir. Çekme dayanımlarında işlemsiz zırh çeliğine göre düşüş meydana gelmiş olsa da literatüre göre özellikle HPAK yöntemi ile tatmin edici dayanımlar elde edilmiştir. Elde edilen çekme dayanımları esas metale göre HPAK, GMAK, CMT kaynak yöntemlerinde sırasıyla %65, %50 ve %40 şeklinde sıralanmıştır. Çekme sonrası kırık yüzeylerin fraktografik incelemesinde HPAK ve GMAK ile birleştirilen numunelerde yarılma kırığı tipinde gevrek kırılma, CMK kaynaklı numunede ise taneler arası (intergranüler) kırılma tipinde sünek kırılma meydana gelmiştir. Çekme testi ve Eğme testinde HPAK ve GMAK kaynaklı numunelerin iri taneli bölgeden koptukları, CMT kaynaklı numunenin ise kaynak metali bölgesinden koptuğu tespit edilmiştir. Darbe çentik tokluk değerleri bakımından incelendiğinde CMT kaynalı numunelerin esas metalden daha iyi darbe direnci gösterdiği tespit edilmiştir. HPAK ve GMAK kaynaklı numuneler esas metale göre daha az darbe direnci sağlamış olsa da literatürde ki çalışmalara kıyasla daha iyi darbe tokluk değerleri sağlamıştır. Sıcaklık düşüşü ile hem işlemsiz Ramor 500 hem de kaynaklı numunelerin darbe tokluk değerleri düşmüştür. HPAK yöntemi malzemenin içyapısı ve mekanik özelliklerini daha az düşürdüğü zaman, enerji ve maliyetten tassaruf sağladığından dolayı tez çalışması sonucunda karşılaştırılan 3 kaynak yönteminden en uygun olanın HPAK olduğu sonucuna varılmıştır.
Hegzagonal bor nitrür katkılı karbon/bazalt hibrit kompozitlerin karakterizasyonu ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmanın amacı, elle yatırma ve vakum torbalama tekniği ile hegzagonal nano bor nitrür (h-nBN) katkılı karbon kumaş, bazalt kumaş ve hibrit (karbon kumaş+bazalt kumaş) takviyeli polimer matrisli kompozitlerin üretilmesi ve yapısal, termal ve mekanik olarak karekterize edilmesidir. Kompozit malzemelerin yapısına ağırlıkça %1; %2; %4 oranlarında h-nBN katılmıştır. Elde edilen malzemelerin mekanik özelliklerinin tayininde, ASTM D3039 standardına göre çekme, ASTM D7264 standardına göre üç noktalı eğilme, ASTM D256 standardına göre darbe deneyleri kullanılmıştır. Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ve termal gravimetri (TGA) analizleri ile nano partikül ilavesinin kompozitlerin termal özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Numunelerdeki organik bileşenleri belirlemek için FTIR analizleri yapılmıştır. Kompozitlerin yapısal ve mikroyapısal özellikleri, X-ışını difraktometrisi (XRD) kullanılarak kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Yüzey morfolojisi ve nano bor nitrürün dağılımları taramalı elektron mikroskobu (SEM)-EDS haritalama, çekme testinden sonra kırık yüzey morfolojileri ise stereo mikroskop ile incelenmiştir. Ayrıca numunelerin mikrodalga emilim özellikleri, 3-18 GHz frekans aralığında Agilent marka 2 Portlu PNA-L network analizör cihazında iletim/yansıma ölçümleri ile araştırılmıştır. Mekanik deneylerden elde edilen sonuçlara göre, kompozit malzemelere eklenen h-nBN partikülleri, belli oranlarda, kompozitin çekme, eğilme ve darbe dayanımlarını arttırmıştır. Hegzagonal nano bor nitrür katkılı malzemeler içerisinde en yüksek çekme ve eğilme dayanımları olan malzeme grupları, %1 h-nBN takviyeli, en yüksek darbe dayanımı olan malzemeler ise %4 h-nBN takviyeli kompozitlerdir. Çekme deneyleri sonrasında ortaya çıkan hasarlar gözlemlenerek hasar türü tespit edilmiştir. Bunlar katmanlar arasındaki zayıf ara yüzey yapışmasından kaynaklanan matris çatlaması, lif kırılması ve delaminasyondur. Ayrıca h-nBN takviyesinin polimer matrisli kompozit malzemelerin mikrodalga emilimi üzerinde de olumlu etkileri olduğu saptanmıştır. Çalışmalar sonucunda referans malzemeleri daha nitelikli bir kompozit ürüne dönüştürülmüştür.
Atık ayçiçeği sapı yongasından üretilen çimentolu yongalevhanın bazı mekanik ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, ayçiçeği (Helianthus annuus) sapları, çimentolu yonga levha için alternatif bir hammadde olarak incelenmiştir. 500×500×12 mm boyutlarında ve nominal yoğunluğu 1300 kg/m3 olan çimentolu yonga levhalar, odun ve/veya ayçiçeği sapı yongaları farklı oranlarda kullanılarak laboratuvar ortamında üretilmiştir. Odun yongalarına eklenen ayçiçeği sapı yongalarının miktarı, odun yonga ağırlığına göre % 0, 25, 50, 75 ve 100'dür. Odun/ayçiçeği yongaları ile çimento arasındaki oran ağırlık bakımından 1:3 ve 1:2'dir. Çimento prizini hızlandırıcı olarak ilave malzeme olan CaCl2, çimento ağırlığına göre %5 oranında kullanılmıştır. Karışımda kullanıloan su, çimento ağırlığının %40'ı kadardı. Üretilen çimentolu yonga levhaların özellikleri su alma, kalınlığına şişme, vida çekme mukavemeti, eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülü gibi bazı önemli özellikleri incelenmiştir. Çalışmanın sonuçları, çimentolu yonga levha üretiminde az miktarda ayçiçeği sapı yongasının ilave edilmesi ile test edilen fiziksel ve mekanik özelliklerin önemli ölçüde değişmediğini göstermiştir. Karışıma daha fazla ayçiçeği sapı yongasının eklenmesi, çimentolu yonga levhanın mekanik özelliklerini önemli ölçüde azaltmış ve kalınlığa şişme ve su alma değerlerini yükseltmiştir. Sonuçlar, az miktarda ayçiçeği sapı yongası içeren levhaların, genel amaçlı çimentolu yonga levhalar için standartların gerektirdiği özellikleri sağladığını göstermektedir.
AISI 7131 çeliğinin borlanması ve karakteristik özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmada, 16MnCr5 çelikleri kutu borlama işlemine tabi tutulmuştur. Numuneler 2, 4 ve 6 saat boyunca 850, 900 ve 950°C sıcaklıklarda bir elektrik rezistans fırınında atmosfer basıncı altında Ekabor-II ile borlanmıştır. Yapılardaki bor tabakaları, optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Bor tabakalarının kalınlığı, borlama parametrelerinin bir fonksiyonu olarak 24 ila 159 µm aralığında ölçülmüştür. 950°C'de gerçekleştirilmiş 6 saatlik borlamadan sonra bor tabakasının sertliği yaklaşık 1940 HV0.1 iken, matrisin sertliği ise yaklaşık 401 HV0.1 olarak belirlenmiştir. Gerçekleştirilen çekme testleri, hem akma dayanımlarının hem de nihai çekme dayanımlarının arttığını göstermiştir; ancak bor içeriğinin artmasıyla çekme sünekliliğinin azaldığı tespit edilmiştir. Ayrıca bor tabakasına ait oluşum hızının, borlama süresine sıkı bir şekilde bağlı olduğu ve parabolik bir karakter sergilediği gözlenmiştir. Deneysel sonuçlardan aktivasyon enerjisi ve ön-üstel sabit deneysel sonuçlardan tahmin edilmiştir ve sırasıyla 243.6 kJ/mol ve 3.75x10-2 m2 /s olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Mekanik özellikler, Borlama, Borür kinetiği, 16MnCr5 çelik
Ferrokrom cürufu içeren yüksek yoğunluklu yaş püskürtme betonların performanslarının belirlenmesi
Bu çalışma, ferrokrom, barit, siderit ve demir-manganez agregalarının püskürtme beton üretiminde kullanılabilirliğini ve püskürtme betonların mevcut kullanım alanları dışında alternatif kullanım alanlarını değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Ön deneyler sonucunda kırmataş ve ferrokromun (%50+%50) kullanımıyla bir kontrol grubu oluşturulmuştur. Su/çimento oranı 0.45, çimento dozajı 450 kg/m³ ve priz hızlandırıcı katkı oranı çimento oranının %4'ü olarak belirlenmiştir. Üretim aşamasında barit (B), siderit (S) ve demir-manganez (DM) agregaları, ferrokrom cürufu ile %25, %50, %75 ve %100 oranlarında yer değiştirilerek farklı betonlar üretilmiştir. Püskürtme beton numunelerinin fiziksel, mekanik, kalıcılık ve radyasyon zırhlama performansları değerlendirilmiştir. Radyasyon zırhlama performansı, 133Ba, 137Cs, 60Co ve 22Na radyoaktif nokta kaynakları, (276.5 keV ile 1332.5 keV arasında değişen) enerjiler ve yüksek saflıkta germanyum HPGe dedektör sistemi kullanılarak belirlenmiştir. Teorik hesaplamalar için WinXCOM arayüzü, simülasyon hesaplamaları için FLUKA Monte Carlo kodu kullanılmış ve elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Püskürtme betonlarda kullanılan agregaların fiziksel, mekanik, kalıcılık ve radyasyon zırhlama parametrelerini iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Tüm püskürtme beton gruplarında barit katkılı numuneler en iyi fiziksel, mekanik ve kalıcılık özelliklerini sergilemiştir. Radyasyon zırhlama performansı açısından ise tüm gruplar, kontrol numunesine göre iyidir ve barit>siderit>demir-manganez şeklinde bir performans sıralaması göstermiştir. Tüm deneysel analizler sonucunda, en iyi fiziksel, mekanik ve kalıcılık özelliklerine barit katkılı püskürtme betonlardan B100 kodlu numunesinde ulaşılmıştır. Ayrıca, barit katkılı püskürtme betonların gama radyasyonu zırhlama performansının en iyi olduğu, demir-manganez katkılı betonların ise en iyi nötron zırhlama performansını gösterdiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, barit, siderit ve demir-manganez katkılı püskürtme betonların etkili radyasyon zırhlama malzemeleri olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
PLA, ABS, PETG filamentlerinden ve geri dönüştürülmüş filamentlerden (PLA, ABS, PETG) elde edilen baskıların mekanik özelliklerinin karşılaştırılması
3B yazıcılarda baskı işlemlerinde filament malzemeler, baskı almayı sağlarken alınan baskıya göre maliyeti de artırmaktadır. Özellikle, destekli baskı işlemlerinden sonra temizlenerek parçadan ayrılan destek kısımları veya hatalı çıkan parçalar birer atık niteliği taşımaktadır. 3B yazıcıda bir ürünün üretiminde hata oluştuğunda parça, tekrar kullanılamaması sebebiyle ıskarta konumunda değerlendirilmektedir. Bu sebeple atık oluşturmakta ve hatalı üretim sonrası oluşan parçalar, pahalı olan filament malzemesi için israf ve çevre kirliliğine neden olmaktadır. Üretim sırasındaki atık yönetimi tekrar hammadde zincirine sokulması ve değerlendirilmesidir. Atık filamentlerin geri dönüşümü çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilebilmektedir ve yeniden hammadde olarak kullanılabilmektedir. Böylece hem çevre korunmakta hem de maliyetler minimuma indirilebilmektedir. Bu tez çalışmasında, üç boyutlu yazıcılarda kullanılan PLA, ABS ve PETG filamentlerinin hem saf hem de geri dönüştürülmüş formlarındaki mekanik performanslarını karşılaştırmayı amaçlamaktadır. Saf PLA, ABS ve PETG filamentleri ile bunların geri dönüştürülmüş versiyonları kullanılarak, standardize edilmiş test numuneleri üretilmiştir. Numuneler, ASTM D638 standartlarına uygun çekme testleri, ASTM D790 standartlarına uygun eğilme testleri ve ASTM D6110 Çentik (Charpy) ile mekanik olarak değerlendirilmiştir. Baskı işlemleri için 3B yazıcı ayarları, filament türlerine özel olarak optimize edilmiş, baskı sıcaklığı ve katman kalınlığı gibi parametreler sabit tutulmuş, sadece dolgu oranı ve dolgu şekli parametrik değiştirilmiştir. Yapılan deney sonuçlarından çekme mukavemetinde saf PLA, yüksek çekme dayanımı ile öne çıkarken, geri dönüştürülmüş PLA numunelerinde mukavemette bir miktar azalma gözlemlenmiştir. ABS ve PETG numunelerinde ise geri dönüşümden kaynaklanan performans kaybı, PLA'ya kıyasla daha belirgindir. Eğilme Dayanımında ise saf ve geri dönüştürülmüş PETG, eğilme dayanımı açısından en istikrarlı sonuçları vermiştir. ABS numunelerinde geri dönüşüm sonrası gevrekleşme eğilimi tespit edilmiştir.
Elektron ışın ergitme yöntemi ile üretilen Ti6Al4V numunelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Elektron Işın Ergitme (EBM) yöntemi ile üretilen Ti-6Al-4V alaşımlı numunelerin farklı üretim yönelimlerine bağlı olarak mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Numuneler Arcam Q20plus EBM cihazı kullanılarak 0°, 60° ve 90° açılarında üretilmiştir. Üretilen numunelerin mekanik ve metalografik özelliklerini değerlendirmek amacıyla eğme testleri, mikrosertlik ölçümleri ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri gerçekleştirilmiştir. Instron 68TM-10 eğme testi cihazı kullanılarak yapılan deneylerde, eğme dayanımının numune yönelimine bağlı olarak değişiklik gösterdiği belirlenmiştir. En yüksek eğme dayanımı 0° açıda yatay üretilen numunelerde gözlemlenirken, 90° dik açıda üretilen numunelerin mekanik dayanımı daha düşük bulunmuştur. Mikroyapı analizleri, tane yönelimi ve gözeneklilik dağılımının üretim açısına bağlı olarak farklılık gösterdiğini ve bunun mekanik özellikleri etkilediğini ortaya koymuştur. Mikrosertlik ölçümleri Duramin-100 Vickers mikrosertlik cihazı ile gerçekleştirilmiş ve numuneler arasında kısmen anlamlı sertlik farkları tespit edilmiştir. Varyans analizi (ANOVA) ve regresyon analizi uygulanarak mekanik özelliklerdeki değişimlerin istatistiksel anlamlılığı değerlendirilmiştir. Sonuçlar, üretim yöneliminin mekanik davranış üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermiştir. Mikroyapı özellikleri ile mekanik test sonuçları arasında doğrudan bir ilişki olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, EBM yöntemi ile üretilen Ti-6Al-4V alaşımlarında üretim yöneliminin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisini anlamaya yönelik önemli veriler sunarak, havacılık, biyomedikal ve savunma sanayii gibi sektörler için faydalı bilgiler sağlamaktadır.
Nanojelkot kaplamalı cam elyaf takviyeli polimer kompozitlerin yaşlandırma sonrası mekanik, termal ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi ve istatistiksel analizi
Lif takviyeli polimer kompozitler sahip oldukları yüksek mukavemet ve hafiflik özelliklerinden dolayı klasik kompozitlere göre daha çok tercih edilirler. Montaj, tamirat ve üretim kolaylığından dolayı denizcilik alanlarında tercih edilen bu kompozitler çevresel şartlara maruz kalırlar. Olağanüstü özelliklere sahip olmalarına rağmen, ultraviyole radyasyona (UV), donma/çözülme döngülerine veya değişken hidrotermal koşullar gibi çevresel şartlara maruz kaldıklarında kullanım ömürleri azalır. Bu etkileri minimuma düşürüp kullanım ömürlerini optimum hale getirebilmek için lif takviyeli polimer kompozitlere jelkot kaplama uygulaması yapılır. Jelkotlar özellikle cam elyaf takviyeli polimer (CTP) kompozitler için yüzey görüntü kalitesi ve dış etkilere karşı performansı arttırmak maksadı ile kullanılır. En yaygın kullanılan jelkotlar, epoksi veya doymamış polyester bazlı termoset polimerlerdir. Literatürde CTP'lerin klasik jelkotlar ile kaplanarak çevresel şartlara karşı dayanım özelliklerini arttırma konusu üzerine çalışmalar mevcuttur. CTP'lerin kullanım ömürleri bu yöntem ile arttırılsa da daha uzun kullanım ömürlerine sahip kompozitlere ihtiyaç duyulmaktadır. Geleneksel olarak kullanılan jelkotlara kıyasla nanopartikül katkılı jelkotların mekanik ve bariyer özelliklerinin daha iyi olduğu bilinmektedir. Fakat nanopartikül katkılı jelkotların kompozitler için özellikle denizcilik alanlarında kullanılan CTP'ler için, kaplama uygulamalarında kullanılması ve bu kaplamanın kompozit malzemeyi çevresel şartlardan nasıl koruyacağı ile ilgili çalışmalar yok denilecek kadar azdır. Bu çalışmada cam elyaf takviyeli epoksi kompozitlerin yüzeyleri nanopartikül katkılı jelkotlar ile kaplanmış ve zorlu çevresel şartlara dayanıklılıkları test edilmiştir. Çalışma için cam elyaf seçilmesinin sebebi malzeme ve üretim maliyetinin düşük olması ve denizcilik alanında oldukça fazla kullanılmasıdır. Nanopartikül olarak literatürde de jelkot için olumlu katkıları olduğu bilinen titanyum dioksit (TiO2) ve nanokil kullanılmıştır. Kaplama yöntemi olarak püskürtme kaplama yöntemi tercih edilmiştir. Kompozitler donma/çözülme döngüsü ve değişken hidrotermal koşullara maruz bırakılmış ve ardından bu faktörlerin kompozit malzemenin mekanik ve termal özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Mekanik testler; çekme testi, eğilme testi, basma testi ve tabakalar arası kayma testleridir. Termal testler Diferansiyel termal analiz (DTA) ve Termogravimetrik analiz (TGA) testleridir. Testlerden sonra deneysel sonuçların birbirleri arasındaki ilişkileri ve anlam bağıntıları ANOVA analizi ile istatiksel olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak nano TiO2'nin kompozit malzemenin hem mekanik hem de termal açıdan koruyucu özelliğini arttırdığı fakat nanokilin düşürdüğü tespit edilmiştir.
B2O3-PbO-TeO2-CeO2-WO3 camların optik, fiziksel ve radyasyon zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada B2O3-PbO-TeO2-CeO2 camlara farklı oranlarda (x=1, 3, 5, 10, 20 mol %) WO3 ilave edilerek fiziksel özellikleri yüksek radyasyon zırhlayıcı cam malzeme üretilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç için 45B2O3-(20-x)PbO-30TeO2-5CeO2-xWO3 camlar; B2O3-PbO-TeO2-CeO2-WO3 tozları kullanılarak ergitme döküm yöntemi ile üretilmiştir. Hazırlanan camların kütle soğurma katsayıları (MAC), ortalama serbest yol (MFP), yarı değer kalınlığı (HVL) ve etkin atom sayıları (Zet) 59.54-661.62 keV enerji bölgesinde deneysel olarak ölçülmüş ve bu parametreler teorik olarak hesaplanmıştır. Sentezlenen camların temel yapısal özellikleri XRD, UV-Vis ve FT-IR spektroskopik teknikleri kullanılarak incelenmiştir. XRD sonuçları hazırlanan tüm cam kompozisyonlarında camsı amorf yapının oluştuğunu göstermiştir. Camsı amorf yapı oluşturan numunelerin sertlikleri Mikro-Vickers yöntemi ile ölçülmüştür. Numunelerin sertlik değerleri %0-5 WO3 katkı aralığında 3,53'ten 4,14 GPa'a kadar çıktığı ve %10-20 WO3 katkı aralığında ise 3,76 GPa'a kadar azaldığı görülmüştür. Camların kırılma tokluğu Half-Penny-Crack yöntemi ile belirlenmiş %0-5 WO3 katkı aralığında 1,07' den 1,14 MPa.m0.5 yükselmiş ve %10-20 katkı aralığında 1,09 MPa.m0.5'a düşmüştür. Numunelerin yoğunlukları arşimet prensibine göre belirlenmiştir ve WO3 katkı miktarı arttıkça yoğunluğun 4.93 gr/cm3 ten 4.63 gr/cm3'e düşmüş ve elastisite modülü 77'den 91 GPa'a artış göstermiştir. Araştırma bulguları sonucunda üretilmiş olan bu camların WO3 katkısı ile mekanik özelliklerinin iyileştiği ve kütle soğurma katsayısı değerlerine bakıldığında WO3 katkısının numunelerin radyasyon soğurma kabiliyetini artırdığını söyleyebiliriz.
Atık EPS'lerin agrega olarak harçta kullanımının araştırılması
Günümüzde binalarda ısıtma ve soğutma için harcanan enerji, toplam enerji tüketiminin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır ve bu durum, hem enerji verimliliğini artıracak hem de çevresel etkileri azaltacak alternatif yapı malzemelerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. Yapı sektöründe doğal kaynakların korunması ve atıkların geri kazanılarak üretime dâhil edilmesi sürdürülebilirlik açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, geleneksel çimento esaslı harçlarda doğal dere kumu ve pomza yerine modifiye edilmiş EPS (MEPS) ve ham atık EPS (HEPS) agregalarının belirli oranlarda ikame edilmesiyle elde edilen harçların mekanik ve fiziksel performansları incelenmiştir. Karışımlarda su/çimento oranı 0.40 sabit tutulmuş, çimentonun %1'i silis dumanı ile ikame edilmiştir. Agrega karışımında %35 kum ve %65 pomza esas alınmış, farklı oranlarda MEPS ve HEPS kullanılarak üç ana grup altında çeşitli karışımlar hazırlanmıştır. Her karışımdan 7 ve 28 günlük kür süreleri için 96'şar adet 5×5×5 cm küp ve 36'şar adet 4×4×16 cm prizma numune üretilmiş, toplamda 264 numune üzerinde deneyler yürütülmüştür. Numunelerin taze halde işlenebilirlik, birim hacim kütle ve kütle kaybı özellikleri; sertleşmiş halde ise basınç dayanımı, eğilme dayanımı, ultrases geçiş hızı (UPV), su emme, boşluk oranı, yoğunluk ve termal iletkenlik değerleri ölçülmüştür. Ayrıca mikroyapı özelliklerini ortaya koymak amacıyla SEM analizleri yapılmıştır. Sonuçlar, EPS agregalarının kullanımının harçların yoğunluğunu belirgin şekilde azalttığını ve termal iletkenliği düşürdüğünü göstermiştir. Mekanik dayanımlar EPS oranı arttıkça azalsa da belirli oranlarda kabul edilebilir seviyede kalmıştır. Elde edilen bulgular, atık EPS'nin yapı malzemesi olarak yeniden kullanılabilirliğini doğrulamış ve çevre dostu, enerji verimli ve ekonomik bir alternatif olarak öne çıkarmıştır.
Cam elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit malzemelerde sürünme davranışının incelenmesi
Teknolojik gelişmelere paralel olarak ürün yaşam sürelerinin kısalmasıyla Ar-Ge ve Ür-Ge faaliyetleri önem kazanmış, yeni ürün geliştirme, ürünlerin özelleştirilebilmesi, hızlı model değişimi gibi konular ön plana çıkmıştır. Çevik üretim yöntemlerinin ön plana çıkmasıyla birlikte günümüz piyasa koşullarında firmaların ürünlerini hem kaliteli hem hızlı aynı zamanda optimum maliyet ile üretmek gibi zorlu hedefleri vardır. Firmaların kar edebilmesi için ürün maliyetleri en önemli unsurlardan biridir. Ürün maliyetine etki eden faktörlerden biri de en az üretim süreci kadar önemli olan malzeme seçimidir. Ürünün kullanım alanına göre en uygun malzemenin seçilmesi kritik önem arz etmektedir. Doğru malzeme seçimi, üretim sürecindeki birçok maliyet unsurunu devre dışı bırakabilir. Gelişen teknoloji ile birlikte uzay, havacılık, savunma sanayii ve ulaşım sektörlerindeki kullanımı giderek yaygınlaşan polimer matrisli kompozit malzemelerin kullanıldığı ürünler için üretim maliyetlerini düşürmek, daha az maliyetle daha kaliteli malzemeler üretmek, yeniden işleme maliyetlerini minimize etmek daha önemli hale gelmiştir. Bu anlamda üretilecek olan kompozit malzemelerin sıcaklık, basınç, yük, gerilme, zaman vb. faktörlerin etkisindeyken nasıl bir davranış sergileyeceğinin önceden bilinmesi, meydana gelecek hasarların önceden tahmin ve tespit edilmesine olanak sağlayacaktır. Kompozit malzemelerin sıcaklıktan ve maruz kaldığı gerilmelerden kaynaklanan sürünme hasarının önlenmesi büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle yüksek sıcaklık ve gerilme altında çalışacak olan ürünlerde kullanılan malzemeleri yüksek sürünme davranışına sahip olması gerekmektedir. Bu çalışmada 20℃, 30℃, 40℃ ve 50℃ olmak üzere 4 farklı sıcaklık değerinde 2 kg, 4 kg ve 6 kg olmak üzere 3 farklı yükleme altında 4 farklı kumaş yoğunluğuna sahip (200 gr/m2, 300 gr/m2, 500 gr/m2, 800 gr/m2 ) elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit malzemenin davranışı incelenmiştir. Çekme ve eğme deneyleri sayesinde mekanik özelleri belirlenen kompozit malzemeler belirtilen yük ve sıcaklıklarda sürünme deneyine tabi tutulmuşlardır.
Pultruzyon yöntemi ile hibrit kompozit profillerin üretilmesi
Kompozit malzemeler sahip oldukları yüksek dayanım, hafiflik, korozyon direnci, elektriksel ve termal yalıtım özelliklerinden dolayı birçok mühendislik uygulamalarında tercih edilmektedir. Pultruzyon yöntemi, sabit en kesitli kompozit profillerin % 80'ninin üretilmesinde, sağlamış olduğu kolaylıklar ve üstünlüklerden dolayı, tercih edilen bir kompozit malzeme üretim metodudur. Cam elyaf takviyeli kompozit malzemelerin mekaniksel ve fiziksel özellikleri bazı mühendislik uygulamalarında yetersiz kalmaktadır. Uygun maliyetli ve istenilen özelliklere sahip kompozit malzeme üretimi hibritleştirme işlemleri ile gerçekleştirilebilmektedir. Bu çalışmada; farklı oranlarda cam elyaf ve karbon elyaf fitil takviyesine, farklı oranlarda Al2O3 - TiO2 (87/13) parçacık takviyesine sahip kompozit malzemeler polyester ve vinilester matrisli olmak üzere toplamda 13 farklı tipte üretilmiştir. Pultruzyon yöntemi ile üretilen kompozit I profillerin mekaniksel ve fiziksel özellikleri deneysel olarak araştırılmış ve incelenmiştir. Cam elyaf fitil, karbon elyaf fitil, cam elyaf sürekli keçe, hibrit karbon kumaş ve Al2O3 - TiO2 (87/13) toz kompozit I profillerin üretiminde takviye elemanı olarak kullanılmıştır. Matris malzemesi olarak IR 355 izoftalik polyester ve PV 300 vinilester reçine kullanılmıştır. Pultruzyon yöntemi ile üretilen kompozit I profillerin mekaniksel özellikleri çekme, basma, tam kesit eğme, üç nokta eğme, kısa kiriş katmanlar arası kayma, yataklama dayanımı, İzod çentik darbe, V çentik kayma, Barcol sertlik deneyleri ile ve ayrıca fiziksel özellikleri plastikler için su emme, kalsinasyon, yanmazlık deneyleri ile ilgili ASTM, EN ISO ve TS standartlarına göre belirlenmiştir. Kompozit I profillerin üretiminde kullanılan takviye elemanı konfigürasyonu ve oryantasyonu, hibritleştirme miktarları, parçacık takviyesi oranı ve matris malzemesi cinsinin kompozit I profilin mekaniksel ve fiziksel özelliklerini önemli ölçüde etkilediği deneysel çalışmalar sonucunda belirlenmiştir.
Elyaf takviyeli kompozit malzemelerde üretim parametrelerinin malzemenin mekaniksel ve fiziksel özelliklerine etkisinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında el yatırma yöntemi ile üretimi yapılan elyaf takviyeli kompozit malzemelerde üretim parametrelerinin malzemenin mekaniksel ve fiziksel özelliklerine etkisi incelenmiştir. Kompozit malzemelerin üretiminde 4 farklı dokuma kumaş yoğunluğuna sahip cam elyaflı dokuma kumaşlar (200gr/m2, 300gr/m2, 500gr/m2, 800gr/m2) ve epoksi reçine kullanılarak hibrit ve hibrit olmayan kompozit malzemelerin üretimleri yapılmıştır. Yapılan deneylerin ve testlerin sonuçlarına göre; üretim parametrelerinin kompozit malzemelerin mekaniksel ve fiziksel özelliklerini önemli oranda etkilediği tespit edilmiştir.
Pultrüzyon yöntemi ile üretimi yapılan kompozit malzemelerin çevre koşulları altındaki performanslarının incelenmesi
Endüstride kompozit malzemelerin kullanımı her geçen gün artış göstermektedir. Özellikle hem maliyet açısından daha uygun olmaları hem de korozyona karşı dayanımlarının yüksek olması nedeniyle pultrüzyon yöntemi ile üretimi yapılan kompozit malzemelerin kullanımı oldukça yaygındır. Bu sebeple geçmişten günümüze kadar pultrüzyon yöntemi ile üretimi yapılan kompozit malzemelerin mekaniksel davranışları farklı çalışmalarla incelenmektedir. Bu tez çalışmasında, pultrüzyon yöntemi ile üretilmiş olan cam elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit profillerin bir kısmı MIL-STD 810 w/Change 1 askeri standardına göre çevre koşulları testlerine maruz bırakılmıştır ve bir kısmı ise sürekli ortam koşullarına (+23°±2°C, %50±10 BN) maruz bırakılmıştır. Pultrüzyon yöntemi ile üretilen U, I ve kutu profiline sahip kompozitler yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık, sıcaklık şoku, tuz sisi, yağmur ve düşük basınç (irtifa) gibi çevre koşulları testlerine maruz bırakılmıştır. Çevre koşulları testlerine maruz bırakılan kompozit profillerin yüzeylerinde, testler sonrasında meydana gelebilecek değişimler incelenerek kaydedilmiştir. Ayrıca numunelerin iç yapısında da meydana gelebilecek değişimleri gözlemlemek amacıyla tahribatsız muayene yöntemlerinden birisi olan X-RAY yöntemiyle numunelerin iç yapıları incelenmiştir. Sonrasında kompozit profillerden üç nokta eğme, çekme ve İzod çentik darbe testleri için ASTM standartlarına uygun şekilde test numuneleri hazırlanarak ilgili standartlara göre mekaniksel testler gerçekleştirilmiştir. Çevre koşulları testlerine maruz bırakılan kompozit malzemelerin ve sürekli ortam koşullarında bulunan kompozit malzemelerin mekaniksel özellikleri incelenerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda; çevre koşullarının kompozit malzemelerin mekaniksel özelliklerinde önemli etkileri olduğu görülmüştür. Genel olarak sonuçlar birbirleri ile kıyaslandığında, düşük sıcaklık testine maruz kalan kompozit malzemelerin mekaniksel özelliklerinin daha yüksek değerlerde çıktığı, tuz sisi ve yağmur testlerine giren kompozit malzemelerin mekaniksel özelliklerinin ise daha düşük değerler çıktığı gözlemlenmiştir. Sıcaklığın kompozit malzemelerin mekaniksel özelliklerine etkisi incelendiğinde ise yüksek sıcaklık testlerine giren kompozit malzemelerin mekaniksel özelliklerinin düşük sıcaklık testlerine giren kompozit malzemelerin mekaniksel özelliklerinden daha düşük çıktığı gözlemlenmiştir. Düşük basınç testlerine maruz bırakılan kompozit numunelerin mekaniksel özellikleri ise düşük sıcaklığa maruz bırakılan kompozit numunelerin mekaniksel özelliklerinden biraz daha düşük değerlerde çıkmıştır.
Improvement of the fatigue strength properties of en-aw-6082 aluminum alloy by means of deep rolling
In this study, fatigue properties of EN-AW 6082 aluminum alloy were altered using T6 heat treatment and deep rolling application. At first, artificial aging schedules were investigated and most optimal schedule for subsequent deep rolling was determined as 480min-180°C artificial aging preceded by 90min-550°C solution heat treatment and water quench. After artificial aging, axisymmetric specimens were subjected to deep rolling. This treatment allows one to induce compressive residual stresses in surface region of components. Effects of tensile loads during loading cycles can be reduced because of these compressive residual stresses. Deep rolling forces of 125 N, 250 N and 500 N were used with feed rates of 0.1, 0.2 and 0.3 mm/pass. Deep rolling was employed in two different directions. These directions were tangential rolling and longitudinal rolling. Conventional direction for deep rolling is tangential rolling in which rolling direction is tangent to turning direction and feed direction is in the direction of longitudinal axis of component. However, compressive residual stresses due to deep rolling are expected to be different in different directions as shown in literature. Therefore, a direction change in rolling is expected to change fatigue strength enhancement after deep rolling considerably. Surface states; namely: Roughness, hardness and residual stresses were measured for Un-treated, tangentially rolled and longitudinally rolled specimens. In addition, stress-controlled fatigue tests were conducted to determine the effects of DR on fatigue behavior. It was shown that DR resulted in much lower roughness values than Un-treated for both rolling directions. However, increase of deep rolling feed rate affected roughness improvement adversely. Hardness values were shown to increase around surface after deep rolling for both rolling directions. This was especially true for 250 N and 500 N deep rolling forces. Up to 10% increase in hardness was obtained after deep rolling. Compressive residual stresses were shown to develop around the surface. Higher deep rolling forces resulted in higher maximum compressive stresses (more negative stresses) and depths at which maximum compressive stresses occur were shifted toward deeper into specimen. Different residual stress profiles for rolling and feed directions were observed. Higher compressive stress values near surface were detected in rolling direction after deep rolling. Fatigue tests showed that both tangential and longitudinal rolling increased fatigue strengths substantially compared to untreated specimens. However, fatigue strength increases were found to be higher for longitudinally rolled specimens than tangentially rolled ones. Fatigue strength increase of 26% could be achieved using longitudinal rolling procedure. In longitudinally rolled specimens, fatigue loading direction and rolling direction is the same. These results can be attributed to higher observed compressive residual stresses near the surface in rolling direction compared to feed direction. As a conclusion, it can be said that longitudinal rolling is an attractive option to improve fatigue properties of components in industrial applications.
Karbon siyahı tipinin ve vulkanizasyon sisteminin yeni nesil etilen propilen dien monomer (EPDM) elastomerlerinin statik ve dinamik mekanik özelliklerine etkisi
Bu tezin amacı, temel araştırma olarak yüksek molekül ağırlıklı ve dar molekül ağırlığı dağılımına sahip yeni nesil EPDM karışımlarında dolgu olarak kullanılan karbon siyahının tipinin, miktarının ve pişirici olarak kullanılan kimyasalların elastomerlerin reolojik, mekanik ve dinamik özellikleri üzerindeki etkilerin incelenmesidir. Bu hedef doğrultusunda yapılan çalışmaların sonucunda hafif raylı metro hatlarında titreşim sönümleyici/önleyici olarak kullanılabilecek EPDM esaslı potansiyel hamur reçete(leri) belirlenmiştir. Karışım reçeteleri için dört ana grup oluşturulmuştur. Ana gruplar farklı miktarda ve tipte karbon siyahları içermektedir. Alt gruplar ise pişirici sistem farklılıkları ile oluşturulmuştur. Hazırlanan elastomer karışımlarının farklı sıcaklıklarda pişme parametreleri MDR cihazı ile incelenmiş ve pişme koşulları optimize edilmiştir. Bunun yanı sıra, reçete temelli değişikliklerin mekanik özellikler üzerindeki etkisini incelemek amacıyla gerilim-gerinim, sertlik, geri sekme elastikiyeti, oda sıcaklığında kalıcı deformasyon özellikleri incelenmiştir. Ayrıca son ürün özelliklerini ön görmek amacıyla gerilim gevşemesi ve sıcaklık karşısında kuvvet kayıpları elde edilmiştir. Tüm bunlara ek olarak, sistemlerin çapraz bağ yoğunlukları RPA ve TSSR olmak üzere iki farklı yöntem ile hesaplanmış ve vulkanizatların mekanik özellikleri ile ilişkilendirilmiştir. Her bir sistem için yapılan bu karakterizasyonların yanında, farklı deformasyonlarda uygulanan tek yönlü döngüsel sıkıştırma testleri ile histerisis eğrileri elde edilmiş, vulkanizatların enerji emme ve şok absorpsiyon kapasiteleri değerlendirilmiştir. Sonuç olarak tüm veriler karşılaştırmalı olarak irdelenmiş, optimum özelliklere sahip formülasyon flanş lastiği olarak son ürün haline getirilmiştir. Hali hazırda ülkemizde hafif raylı metro hatlarında kullanılan ithal bir flanş lastiği ile tez kapsamında elde edilen flanş lastiğinin doğal frekansı, enerji sönümleme frekans aralığı ve direngenliği Elastomer Test Sistemi kullanılarak elde edilmiş ve sönümleme özellikleri karşılaştırılmıştır. Geliştirilen reçetelere göre hazırlanan flanş lastiğinin ileride ithal ürünlerin yerini alabilecek potansiyel bir lastik sistemi olduğu sonucuna varılmıştır
Determination of mechanical properties of geopolymer based composites suitable for 3D additive manufacturing
The use of traditional concrete for many years until today has brought many problems. The production and use of Portland cement is the most responsible for the problem caused by conventional concrete. It is estimated that the use of concrete will continue to increase as the needs of humanity such as sheltering and transportation continue. The detrimental influence on the environment of Portland cement produced and used so far can be understood by the fact that it accounts for 6-8% of CO2 emissions. It is obvious that this effect will negatively affect our sustainable future. Therefore, it is necessary to eliminate the production of concrete that will meet the needs of humanity with novel, sustainable and "green" alternative binding materials. In addition to the environmental damage caused by concrete produced with Portland cement, the storage and recycling of construction and demolition waste in the world is another problem that humanity must deal with. About 1/3 of the total annual waste of the European Union is covered by construction and demolition waste. In developed European countries, most of this waste is reused, while in countries that do not have large economies, this rate is quite low. In addition, in European Union countries with large economy, the rate of production of value-added goods by the reuse of construction and demolition waste is very low. These materials are used in transportation projects such as road pavements and filling materials. Traditional production methods used in the construction industry are considered to be very slow, risky and costly in today's technology. Occupational accident risk is of great importance in traditional construction productions used until today. Mold and labor costs are another issue that needs to be optimized during the production stages. Therefore, researchers carried out studies focusing on innovative and sustainable ways in production methods. The aim of this thesis is to develop innovative, sustainable and "green" 3D printable geopolymer-based composites developed within the scope of the thesis, to minimize the harmful effect of cement production on the environment, to reuse construction and demolition waste with added value, and to expand automation by developing 3D production in the construction industry. In this context, the fresh/rheological properties of geopolymer binders suitable for 3D printing were determined. After that, the mixtures suitable for printing were produced by 3D additive manufacturing and their mechanical properties were determined. The anisotropic behavior and interlayer bond strength properties of the produced mixtures were determined as a result of curing at ambient conditions for 7, 28 and 90 days. As a result, it is believed that the produced geopolymer composites suitable for 3D additive manufacturing will bring sustainable solutions to many problems encountered in the construction industry, such as global warming, excess cost, occupational accidents and management of construction demolition wastes caused by CO2 emissions.
Doğal kauçuk/bütadien kauçuk esaslı elastomerik malzemelerin hazırlanması, karakterizasyonu ve raylı sistem araçlarında birincil süspansiyon titreşim sönümleme elemanı olarak kullanımının incelenmesi
Bu tezin amacı doğal kauçuk ve bütadien kauçuk kullanılarak farklı oranda ve farklı türde karbon siyahları ile hamur sistemlerinin hazırlanması, hazırlanan bu karışımların pişme özelliklerinin incelenmesi ve karakterizasyonun yapılması, karbon siyahının elastomer özelliklerine etkisinin değerlendirilmesi ve hazırlanan karışımların raylı sistem araçlarında birincil süspansiyon olarak kullanılan elastomer esaslı konik yaylarda kullanımının incelenmesidir. Tez kapsamında dört farklı reçete oluşturulmuştur. Reçetelerde doğal kauçuk bütadien kauçuk oranı sabit tutulmuş dolgu maddesi karbon siyahının oranı ve türü değiştirilmiştir. Hazırlanan kauçuk karışımların önce Hareketli Kalıp Reometresinde (MDR) cihazında pişme davranışları incelenmiştir. Pişme özelliklerine göre belirlenen sıcaklık ve sürede hidrolik preste test plakaları üretilmiştir. Hazırlanan test plakaları üzerinden sertlik, kalıcı deformasyon, mekanik testler ve ısıl yaşlandırma testleri yapılmıştır. Kauçuk karışımlarında kullanılan karbon siyahlarının türünün etkisinin değerlendirilmesi ve diğer dinamik mekanik özelliklerinin değerlendirilmesi amacı ile Kauçuk Proses Analizör (RPA) cihazı yardımı ile karışımların farklı frekanslarda depo modül değerleri ve çapraz bağ yoğunlukları bulunmuştur. Karbon siyahının depo modülü üzerindeki etkisini gözlemek amacıyla ayrıca farklı frekanslarda DMA cihazıyla da frekans taraması yapılmıştır. DMA cihazı ile karışımların sönümleme özellikleri de belirlenmiştir. Ayrıca disklerin konik yay ürününde kullanımını değerlendirebilmek için Elastomer Test Sistemi cihazı ile yük altında, farklı frekanslarda tarama yapılarak karışımların sönümleme, doğal frekans, titreşim geçirgenliği ve direngenlikleri değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler ışığında karışımlar arasından seçilen NR50 formülü ile elastomer esaslı konik yay hazırlanarak, konik yay için tanımlanan şartname değerlerine uygunluğu ve araçta kullanılabilirliğini incelemek amacı ile elastomer esaslı konik yaya; kalıcı deformasyon, dikey – yanal yük altında yer değiştirme (direngenlik) testleri yapılmıştır. Yapılan çalışmalar ışığında, geliştirilen karışımların elastomer esaslı konik yayda kullanılabileceği kanıtlanmıştır.