Kompozit Malzemeler Mekaniği

Eğitim Şekli

e-ders

Ön Koşullar, Diğer Koşullar

Yok

Önerilen Destekleyici Dersler

Statik, Malzeme Bilimi, Mukavemet

Dersin İçeriği

Bu ders, kompozitlerin günümüz piyasasında neden önemli hale geldiği de dahil olmak üzere kompozitler hakkında temel fikirleri tanıtmaktadır. Ayrıca, elyaf ve matris çeşitleri, imalat, uygulamalar, geri dönüşüm ve kompozitlerin mekaniğinde kullanılan temel tanımları da içermektedir. İkinci olarak, gerilme, şekil değiştirme, elastik modüller ve şekil değiştirme enerjisi gibi temel konular incelenmiştir. Devamında, tek bir laminanın, gerilme-birim şekil değiştirme ilişkisi, laminanın rijitlik ve mukavemeti, sıcaklık ve nem değişikliğine bağlı gerilme-birim şekil değiştirme cevabı ile ilgili kavramları içeren mekanik davranışlar ortaya konmuştur. Matris cebiri hakkında temel lineer cebir bilgileri de derse dahil edilmiştir. Üçüncü olarak, kompozit bileşenlerin (uzun sürekli fiber ve matris) ayrı ayrı malzeme özellikleri kullanılarak bulunan rijitlik, mukavemet, termal ve nem genleşme katsayıları gibi laminanın mekanik özellikleri için denklemler geliştirilmiştir. Bir laminanın mekanik özelliklerinin deneysel karakterizasyonu tanıtılmıştır. Dördüncü olarak, tek bir laminanın makromekaniği genişletilerek, bir laminatın makromekaniğini incelenmiştir. Laminanın kendi özelliklerine dayalı olarak laminat için gerilme-birim şekil değiştirme denklemleri geliştirilmiştir. Ayrıca, laminatın rijitlik ve mukavemeti ile sıcaklık ve nemin laminattaki artık gerilmeler üzerine etkisinden bahsedilmiştir. Son olarak, piyasada kullanılan özel laminatlar tanıtılmıştır. Tabakalı kompozitin tasarımı ve hasar analizi için yöntemler geliştirilmiştir. Yorulma, çevresel etkiler ve darbe gibi diğer mekanik tasarım konuları tanıtılmıştır.

Haftalık Ders İzlencesi

1) Kompozit Malzemelere Giriş; Kompozit Malzemelerin Genel Tanıtımı, Sınıflandırma, Fiber Takviyeli Kompozitlerin Geri Dönüşümü, Mekanik Terminoloji
2) Laminanın Makromekanik Analizi; Giriş, Mekanik Tanımlar, Farklı Malzeme Türleri için Hooke Kanunu
3) Laminanın Makromekanik Analizi; Farklı Malzeme Türleri için Hooke Kanunu, İki Boyutlu Tek Yönlü Lamina için Hooke Kanunu, İki Boyutlu Açılı Lamina için Hooke Kanunu
4) Laminanın Makromekanik Analizi; Açılı Laminanın Mühendislik Sabitleri, Açılı Bir Lamina için Rijitlik ve Esneklik Matrislerinin İnvaryant Formu
5) Laminanın Makromekanik Analizi; Açılı Lamina için Mukavemet Hasar Teorileri, Laminadaki Higrotermal Gerilme ve Birim Şekil Değiştirmeler
6) Laminanın Mikromekanik Analizi; Giriş, Hacim ve Kütle Oranları, Yoğunluk ve Boşluk Miktarı
7) Laminanın Mikromekanik Analizi; Dört Elastik Modülün Bulunması
8) Ara Sınav / Değerlendirme
9) Laminanın Mikromekanik Analizi; Dört Elastik Modülün Bulunması, Tek Yönlü Laminanın Kopma Mukavemetleri
10) Laminanın Mikromekanik Analizi; Tek Yönlü Laminanın Kopma Mukavemetleri, Termal Genleşme Katsayıları, Nem Genleşme Katsayıları
11) Laminatların Makromekanik Analizi; Giriş, Laminat Kodlama, Laminat için Gerilme-Şekil Değiştirme Bağıntıları
12) Laminatların Makromekanik Analizi; Laminat için Gerilme-Birim Şekil Değiştirme Bağıntıları, Bir Laminatın Düzlem ve Eğilme Modülü
13) Laminatların Makromekanik Analizi; Bir Laminatın Düzlem ve Eğilme Modülü, Laminattaki Higrotermal Etkiler
14) Laminatların Hasar, Analiz ve Tasarımı; Giriş, Laminatların Özel Durumları, Laminat için Hasar Kriteri
15) Laminatların Hasar, Analiz ve Tasarımı; Tabakalı Kompozitin Tasarımı, Diğer Mekanik Tasarım Sorunları
16) Yarıyıl Sonu Sınavı

Önerilen/İstenen Ders Kaynakları

1- Kompozit Malzeme Mekaniği, Autar K. Kaw, Çevirenler: Buket Okutan Baba - Ramazan Karakuzu, Birinci Basım, Efil Yayınevi, 2014.
2- Mechanics of Composite Materials, Autar K. Kaw, Second Edition, Taylor&Francis Group CRC Press, 2006.
3- Principles of Composite Material Mechanics, Ronald F. Gibson, Fourth Edition, Taylor&Francis Group CRC Press, 2016.

Planlanan Öğrenim Faaliyetleri Ve Eğitim Yöntemi

1) Anlatım
2) Soru-Cevap
3) Tartışma
4) Alıştırma ve Uygulama
5) Bireysel Çalışma
6) Problem Çözme

Değerlendirme Yöntemi ve Ölçütleri

Ara Sınav Notunun Başarıya Oranı	40%
Yarıyıl Sonu Sınavının Başarıya Oranı	60%
Toplam	100%

Dersin Eğitim Dili

Türkçe

Mesleki Uygulama

İstenmemekte