Fracture mechanics-based investigation of bioinspired soft-hard interfaces fabricated by multi-material additive manufacturing

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: UMUT ALTUNTAŞ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Demirkan Çöker

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışma, katmanlı üretim yöntemiyle üretilen çoklu malzemeli polimer kompozitlerde daha sağlam ve güçlü arayüzler oluşturmak için arayüz morfolojisini tasarlama stratejisi sunmaktadır. İki farklı polimer fazı olan PLA (sert) ve TPU (yumuşak) arasında bir dikişli arayüz morfolojisi, eritme filament üretim tekniği ile tasarlanmış ve üretilmiştir. Önerilen strateji, dikişli arayüzleri yumuşak çıkıntılarla oluşturmak için işlem parametrelerinden birini (örneğin, örtüşme mesafesi) kullanır. Arayüzün mikroskopik incelemeleri, önerilen stratejinin çıkıntıların amplitüdünü kontrol edebileceğini ve dolaylı olarak arayüz kusur yoğunluğunu etkileyebileceğini göstermektedir. Örtüşme mesafesi ile sonuçta oluşan çıkıntı amplitüdü arasında pozitif bir korelasyon elde edilir. Tezin ilk bölümünde, çift kiriş bükme testi ile arayüz sertliği ölçümleri, arayüz sertliği ile çıkıntı amplitüdü arasında lineer bir ilişki gösterir. Önerilen arayüz mimarisi, temel arayüzle karşılaştırıldığında arayüz sertliğinde 16-18 kat artışa neden olabilir. Tezin ikinci bölümünde, Dijital Görüntü Korelasyon yöntemi kullanılarak deneylerle elde edilen arayüz yapışma çekme eğrileri incelenmektedir. Kırılma mekaniği tabanlı arayüz yapışma testi yöntemi, arayüz kırılma karakteristiklerini doğru bir şekilde belirlemek için çift kenarlı çentikli çekme geometrisini kullanmaktadır. Çıkıntı uzunluğu arttıkça, kritik stresin arttığı ve çekme-ayrılma eğrilerinin üçgen formdan trapezoidal forma geçiş yaptığı gösterilmiştir. Tezin üçüncü bölümünde, tasarlanmış arayüzün aralar tabaka kayma dayanımı kısa kiriş test yöntemi kullanılarak ölçülmüş ve kırılma süreci dijital görüntü korelasyon ölçümleri ile daha ayrıntılı incelenmiştir. Bulgular, çıkıntı uzunluğu arttıkça aralar tabaka kayma dayanımının ve arayüz sertliğinin giderek arttığını göstermektedir.