Havacılık Uygulamaları - Kompozit Birleştirme (Joining) Teknolojileri
Havacılık uygulamaları için yapısal kompozit parçaların yenilikçi yaklaşımlar ile birleştirilme yöntemlerinin geliştirilmesi, çevresel etkilere dayanım ve mekanik performansının karakterize edilmesi. TÜBİTAK 1003 Project, Project Manager, 2020-2023.
Projenin Amacı ve Önemi
- Hava araçlarında kullanılan yapısal kompozit parçaların (skin-spar, skin-stiffener v.b.) mekanik birleştirme yöntemlerine (perçinleme - fastener v.b.) maruz bırakılmaksızın birleştirilme tekniklerinin geliştirilmesi,
- Co-cure, co-bond ve secondary bonding gibi alternatif birleştirme tekniklerinin, yapıştırma (adhesion) birleştirme yöntemlerinde modifikasyonlar yaparak, yapısal parçalara uygulanabilirliğinin incelenmesi,
- Nano fiberlerin elektro-spinning tekniği ile yüzeye kaplanması yöntemi ile birleşme bölgesi performansının artırılması ve kırılma tokluğu yüksek, darbelere dayanımlı ara-yüzeylerin elde edilmesi (Şekil 1),
- Lazer yüzey modifikasyon teknolojileri ile yüzey topografyasının etkilenmesi sayesinde birleşme bölgesi mukavemeti, çevresel etkilere dayanım ve yorulma performansının iyileştirilmesi (Şekil 2),
- Sonlu elemanlar analizi (FEA) yöntemleri ile birleşme bölgesi gerilim analizleri ve kırılma modlarının simülasyonu, seçilen prototip parçaların belirlenen yükleme koşullarında mekanik davranışının numerik olarak ortaya konulması (Şekil 3),
- Kompozit kupon ve eleman seviyesinde test numuneleri üretip test edilmesi sayesinde farklı birleştirme teknolojileri ile üretilen numunelerin performansının test edilmesi,
- Geliştirilen kompozit birleştirme yöntemleri kullanılarak ve seçilen uygun prototiplerin (alt kabuk ve kiriş (spar) dan oluşan entegre güçlendirilmiş uçak kanadının bir bölgesi) imalatının gerçekleştirilmesi (Şekil 4),
- Üretilen prototiplerin mekanik davranışlarının incelenmesidir.
Şekil 1. Elektrospinning ile yarı-endüstriyel boyutta nanofiberlerin prepreg yüzeyine kaplanması ve böylece kompozit birleşme performansının iyileştirilmesi
Şekil 2. Lazer modifikasyonu ile birleşme yüzeyi modifikasyonu
Şekil 3. Sonlu elemanlar yöntemi ile birleşme mekanik analizi
Şekil 4. Yenilikçi birleştirme teknikleri ile imal edilmiş entegre güçlendirilmiş uçak kanat kesit prototipi (TUSAŞ-Hürjet v.b.).