Nitinol ve çelik tel özlü hibrit iplikler kullanılarak üstün mekanik özelliklere sahip üç boyutlu dokuma kumaşların geliştirilmesi

Bu tezde nitinol ve çelik tel özlü hibrit ipliklerin üretilmesi ve bu ipliklerin dokuma kumaş üretiminde çözgü ipliği olarak kullanılması ile kompozit ön şekli olarak kullanılabilecek nitelikte üstün mekanik özelliklere sahip üç boyutlu dokuma kumaşların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda öncelikle farklı kalınlıklara sahip nitinol ve çelik tellerin öz materyal olarak kullandığı hibrit iplik yapıları üretilmiştir. Sonrasında bu iplikler iki farklı örgüde kumaş yapısında çözgü ipliği olarak kullanılmıştır. Üretim sonrasında dokuma konstrüksiyonuna bağlı olarak kumaş yapısında oluşan kanallara uygun kalınlıkta iki farklı çapta yardımcı çelik çubuk yerleştirilerek, kumaşın desteklenmesi ve boşluklu bir form alması sağlanmıştır. Yapısında nitinol tel bulunduran kumaşlara şekil hafızası ve süperelastisite özelliklerinin kazandırılması için ayrıca ısıl işlemler uygulanmıştır. Tez kapsamında nitinol ve çelik özlü hibrit iplikler ile tel takviyeli kumaşların mekanik özelliklerinin değerlendirilmesi için iplik ve kumaş testleri eşzamanlı olarak yürütülmüştür. Tüm tel ve hibrit iplik numunelerine çekme testleri uygulanmış, ısıl işlem görmüş nitinol teller için DMA ve DSC analizleri gerçekleştirilmiştir. Kumaş numunelerine düşük hızlı darbe, çekme ve kayma direnci testleri uygulanmıştır. Tel takviyeli kumaşların mekanik özelliklerine ait verilerin kıyaslanabilmesi amacıyla, tez kapsamında ayrıca yapısında tel barındırmayan referans kumaş numuneleri de üretilmiş, tel içeren numunelerle kıyaslanarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar çoklu doğrusal regresyon analizi ile "backward yöntemi" kullanılarak istatistiksel olarak analiz edilmiş ve optimum kumaş üretimi için gerekli olan tel cinsi, tel çapı, kumaş kanal genişliği parametreleri belirlenmiştir.

In this study, it was aimed to produce nitinol and steel wire core hybrid yarns and by using these yarns to develop three dimensional woven fabrics, which can be used as composite preform due to their superior mechanical properties. For this purpose, first, hybrid yarn structures, in which nitinol and steel wires in different diameters were used as a core material, were produced. Then these yarns were used as warp yarns in two different fabric constructions. After production, the fabric was supported and ensured to take a hollow form by placing auxiliary steel bars in two different diameters into the fabric gaps that were created depending on the woven construction. These fabrics with nitinol wire in their structure were also exposed to heat treatments to provide them shape memory and superelasticity properties. Within the scope of this study, yarn and fabric tests were carried out simultaneously to evaluate the mechanical properties of nitinol and steel wire core hybrid yarns and wire reinforced fabrics. Tensile tests were applied to all wire and hybrid yarn samples, and DSC and DMA analyses were conducted for only heat treated nitinol wires. Low velocity impact, tensile and pull-out tests were applied to fabric samples. In order to provide a point of comparison to the data from the mechanical properties of wire reinforced fabrics, reference fabrics with no wire were produced and evaluated by comparing with wire reinforced samples. Results obtained from the study were analyzed with regression analysis by using “backward method” and the parameters such as wire type, wire diameter, fabric gap width for optimum fabric production were determined.