Investigation of delamination during drilling of glass fiber reinforced composite materials used in defense industry
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Çukurova Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Müh., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ABUZER GAFFAR AKYOL
Danışman: Durmuş Ali Bircan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma, kalın Cam Elyaf Takviyeli Polimer (CETP) kompozitlerde delme işlemi sırasında meydana gelen delaminasyon problemini ele almaktadır. Söz konusu yapısal kusur, hem mekanik bütünlüğü zayıflatmakta hem de üretim sürecinde malzeme kayıplarına yol açarak özellikle yüksek risk içeren uygulamalarda ciddi güvenlik tehditleri oluşturmaktadır. CETP kompozitlerin zırhlı kara ve deniz platformlarında, özellikle parçacık (spall) astarları gibi balistik koruma bileşenlerinde yaygın olarak kullanılması nedeniyle, bu problem savunma sanayi açısından kritik öneme sahiptir. Delaminasyon, bu tür uygulamalarda darbe dayanımını ve parça bütünlüğünü olumsuz etkileyerek mürettebatın hayatta kalma olasılığını doğrudan tehlikeye atmaktadır. Literatürdeki mevcut çalışmaların büyük bölümü ince laminatlara ve geleneksel kesme hızlarına odaklanmakta olup, sanayi sektörlerinin ihtiyaç duyduğu yüksek performans ve güvenilirlik kriterleri doğrultusunda daha kalın kompozit malzemelerin yüksek hızlarda işlenmesine yönelik analizler sınırlı kalmaktadır. Bu çalışma kapsamında, 10 mm kalınlığındaki laminatlar üzerinde kesme hızı (500–7500 Rpm), ilerleme hızı (200–460 µm/dev) ve matkap çapı (6, 8, 10 mm) parametrelerinin soyulma (peel-up) ve itme çıkışı (push-out) delaminasyonu üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel veriler Taguchi yöntemi ile değerlendirilerek, delaminasyonu asgari düzeye indiren optimal işleme parametreleri belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, kesme hızının delaminasyon üzerindeki etkinin yüksek olduğu ve yüksek kesme hızlarının termal hasarı ve itme kuvvetlerini azalttığını göstermektedir. Düşük ilerleme hızları katmanlar arası ayrılmayı sınırlarken, daha büyük matkap çaplarının yük dağılımı ve talaş tahliyesinde sağladığı avantajlar sayesinde, 6 mm çapındaki matkaplara kıyasla itme çıkışı delaminasyonunu oranında azalttığı saptanmıştır. Belirlenen optimal parametrelerin uygulanması sonucunda delaminasyon çok yüksek bir oranında, üretim fire oranları ise anlamlı ölçüde düşürülmüştür. Bu sonuçlar, savunma sanayi uygulamaları açısından değerlendirildiğinde, parçacık astarlarının balistik dayanımını artırmakta, deniz ortamlarında korozyon direncinin uzamasına katkı sağlamakta ve patlama kaynaklı yükler altında daha güvenilir bir yapısal performans sunmaktadır.