Theses supervised by Prof. Dr. Cevat Erdem İmrak
10 theses · İstanbul Technical University
Yolcu güvenliğini güvence altına alan E.C.E regülasyonuna göre otobüs gövde analizi
Otobüs, insanların toplu ulaşımda kullandıkları, günümüzün en modern makinalarından biridir. Teknolojik gelişmelere paralel olarak, ulaşım sektöründe kullanılan motorlu araçlar, trafik kazalarının oluşumunu engelleyecek aktif güvenlik sistemleri (ABS, EBD, ESP, vb. gibi) ve kaza sonrası yaralanmaları ve can kayıplarını önleyecek pasif güvenlik sistemleri (Hava yastıkları, kapı içi çelik barlar, kaza anında katlanır pedallar, vb. gibi) ile donatılmaktadırlar. Otobüs kazaları ile ilgili olarak yapılan araştırmalar, can kaybının ve yaralanmaların en çok otobüsün devrilmesi sırasında ortaya çıktığını göstermiştir. Yaşanan bu can kayıplarının, genellikle kazanın şiddetinden kaynaklanmadığı, otobüslerin gereken gövde mukavemetini karşılayamadıkları için ortaya çıktığı tespit edilmiştir. Otobüs gövdesinin devrilme kazası esnasında gereken mukavemeti sağlaması ve bu sayede insanların can kayıplarının önüne geçilmesi için U.N.E.C.E (United Nations Economic Commission for Europe) tarafından 1997 yılından itibaren yürürlüğe giren E.C.E R-66.00 regülasyonu yayınlanmıştır. Bu pasif güvenlik regülasyonu ile Avrupa Birliği'ne üye ülkelerde kullanılan otobüslerin gövde parçalarının, devrilme kazası durumunda yolcuların ve mürettebatın yaşam mahalline müdahale etmesinin önüne geçilmiştir. Söz konusu regülasyon, Türkiye'de de Avrupa Birliği' ne üye ülkelerle eş zamanlı olarak uygulanmaktadır. Otobüs üreticisi firmalar tarafından, E.C.E R-66 regülasyon şartına uygunluğun ispatı için iki yöntem uygulanabilmektedir. Birinci yöntemde, prototipi üretilmiş araç, ilgili şartlara uygun olarak tasarlanmış test düzeneğinde fiili olarak devrilir. Araç gövdesinin, yolcuların ve mürettebatın yaşam mahalline girişimde bulunup bulunmadığı tespit edilir. İkinci yöntemde ise, birinci yöntemdeki şartlar bilgisayar ortamında sağlanır ve sonlu elemanlar yöntemi tabanlı yazılımlar kullanılarak, otobüs bilgisayar ortamında devrilir. Kullanılan yazılımın ve metodun güvenilirliği, otobüs gövdesinin kısmi bir bölgesinin fiziksel olarak devrilmesi sonucu bulunan sonuç ile aynı kısmi bölgenin bilgisayardan elde edilen simülasyon sonucu karşılaştırılarak elde edilir. Günümüzde otobüs üreticisi firmalar genellikle ikinci yöntemi kullanmaktadırlar. Birinci yöntem hem pahalı bir yöntemdir hem de optimizasyon yapma şansını sınırlamaktadır. Çünkü otobüs gövdesinde yapılacak her tasarım değişikliğinde bir adet otobüsün fiilen devrilip hurdaya ayrılması gerekmektedir. İkinci yöntemde ise optimizasyon yapma şansı çok daha yüksektir. Yapılacak her tasarım değişikliği bilgisayar ortamında simülasyona tabi tutulabilmektedir. Bu sayede daha hafif ve daha mukavim gövde yapısına ulaşılabilmektedir. U.N.E.C.E tarafından yayınlanan ve 09 Kasım 2017 tarihinden itibaren ilgili tüm araçlar için yürürlüğe girecek olan E.C.E R-66.02 regülasyonu ile otobüs gövdesinin devrilme esnasında absorbe etmesi gereken enerji bir önceki regülasyona göre yaklaşık %90 oranında artmıştır. Bu mukavemeti sağlamak için yapılacak tasarım değişiklikleri araç ağırlığını arttırabilecektir. Ayrıca aracın ön ve arka aks taşıma kapasiteleri de göz önünde bulundurulduğunda, E.C.E R-66.02 şartını sağlamak için azami yolcu sayısını ve müsaade edilen bagaj ağırlığını azaltmak gerekebilecektir. Bu çalışmada, otobüs gövde konstrüksiyonunun Ansa yazılımı marifetiyle sonlu elemanlar modeli ağ yapısı oluşturulmuş ve Ls-Dyna yazılımında da devrilme simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Bilgisayar ortamında yapılan işlemlerin güvenilirliğini tespit etmek için otobüs kısmi gövdesi öngörülen şartlarda fiilen devrilmiştir. Ayrıca aracın ağırlık merkezinin bilgisayar ortamındaki koordinatlarının gerçeğe uygun olabilmesi için prototip aracın ağırlık merkezinin koordinatları fiilen yapılan ölçümler sonucu hesaplanmış ve bilgisayar modeline bu gerçek koordinatlar girilerek analiz yapılmıştır. Bilgisayar sonuçları ile fiili test sonuçları karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmalar ile E.C.E R-66.02 şartlarını sağlayan, yolcu ve bagaj taşıma kapasitesinin azaltılmasını gerektirmeyen, güvenli bir otobüs gövde iskelet konstrüksiyonu elde edilmiştir.
Kömür madenleri için bantlı konveyör tasarımı ve tasarım parametrelerinin optimizasyonu
Bu çalışmada bantlı konveyörlerin tarihinden, avantajlarından, dezavantajlarından, tasarım faktörlerinden, konveyör profillerinden, bantlı konveyörlerin kullanım alanlarından, bantlı konveyörlerin elemanlarından, tahrik mekanizmalarından, kullanılacak olan denklemlerden ve problemden bahsedilmiştir. Günümüzde gelişen teknoloji ile beraber daha fonksiyonel fabrikalar, maden ocakları, enerji santralleri ve limanlar ortaya çıkmıştır. Yapılan çalışmalar ile ham madde işlenmesi ve buna bağlı olarak üretim de artmıştır. Gerek maden ocakları gerekse üretim fabrikalarında malzeme ve diğer sanayi ürünlerinin miktarları artmış ve bunların daha kolay, hızlı ve güvenilir bir şekilde taşınması ihtiyacı doğmuştur. Taşıma teknolojisi; zaman, hareket ve miktar parametrelerini içeren, yükün paketlenmesini, taşınmasını ve depolanmasını sağlayan, hizmet ve işlem bileşenlerinden oluşur. Taşıma sistemlerini belli bir çizelgeye koyma veya belirli bir çerçevede gruplandırmak kolay değildir. Çünkü sistemin içindeki birçok faktör(taşınacak malzemenin cinsi, iletilecek yer, istenen ekonomi, zaman vb) bütün sistemi değiştirebilir. Örneğin iki nokta arasında cam taşıma işlemi ile beton harcı taşıma işlemi arasında olay olarak benzerlik dışında az sayıda benzerlik bulunur. Taşıma sistemi bileşenleri için, eleman özellikleri dikkate alınmak suretiyle ancak genel sınıflandırmalar yapabilmek mümkündür. Bunlar sürekli taşıyıcılar ve kesikli taşıyıcılardır. Konveyörler sürekli taşıyıcılar grubundadır. Konveyörlerin rulolu, zincirli, bantlı, yer ve hava tipi çeşitleri vardır. Bantlı konveyörler malzemenin taşınmasını sağlamanın dışında zamandan, enerjiden, gerekli insan gücünden ve ekonomiden çok büyük tasarruf sağlar. Kamyonlar, tırlar ve diğer malzeme taşıyan kara ulaşım araçları zorlu doğa koşullarında büyük engeller ile karşılaşırken, bantlı konveyörler yüksek eğimli arazileri kolay bir şekilde geçer. Birim zamanda tonlarca malzeme taşınacaksa bantlı komveyörler çok iyi bir seçim olacaktır. İnsan faktörünün araçlara göre daha az olduğu bantlı konveyörler güvenli bir taşıma işlemi de sağlamaktadır. Bantlı konveyörler otomotiv, enerji, gıda ve maden sanayisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Bantlı konveyörlerin en önemli avantajı çalışması sırasında düşük bir enerji ile çalışmasıdır. Bant hattı düşük bir maliyet ile kurulur ve ucuz servis ücretleri ile bakımı yapılır. Saatte tonlarca malzeme iletimi gerçekleştirilir ve çelik halatlı bantların kullanılması ile 62 km mesafedeki yerlere taşıma yapabilirler. Dezavantajları ise tam kapasite ile çalışmazlar ise düşük verim oluştururlar. Çalışma esnasında toz oluşumu da görülmektedir. İyi bir tasarım düşünülmez ise konveyör bandında yüksek aşınmalar oluşabilir ve bu durum da ekonomik olarak firmayı olumsuz etkileyebilir. Bantlı konveyörlerin en önemli elemanı taşıyıcı banttır. Bant taşınacak olan malzemeyi üzerine alır ve sürekli olarak çekme, gerdirme kuvvetleri altındadır. Konveyör bant düşük özgül ağırlık, bükülme, az nem çekme özelliği, yüksek dayanım ve uzun ömür gibi özelliklere sahip olması istenir. Aksi takdirde çalışma sırasında banttaki bir aksaklık sistemin bir anda durmasına ve ekonomik olarak kayıplara sebep olur. Bant hattı eğimsiz, aşağı eğimli ve yukarı eğimli olarak tasarlanabilir. Konveyör bantın ana iskeletini öz(karkas) oluşturur. Karkasın malzemesi pamuktan, ipekten, poliamitten, poliesterden, cam iplikten ve çelik malzeden olabilir. Çelik karkasın kullanılması bandın gerilmelere karşı daha sağlam ve uzun ömürlü olmasını sağlar. Böylece daha uzak mesafelere malzeme iletimi sağlanır. Çelik özler 2 ye ayrılırlar. Bunlar çelik kortlu özler ve çelik saclı özlerdir. Bir diğer önemli eleman ise tahrik tamburlarıdır. Banda ilk hareketi veren ve bandın ilerlemesini sağlayan elemana tahrik tamburu denir. Bir bantlı konveyörün tahrikinin tasarımı ve tertibi, en büyük bant çekme kuvveti ve iletmenin uzunluğuna göre hareketinden, ayrıca bandın önceden seçilmiş olan boyutlarından ortaya çıkmaktadır. Çalışma esnasındaki işletme şartları da göz önüne alınmalıdır. Tamburlar döküm yoluyla veya sac levhaların kaynak yöntemi ile uçlarının birleştirilmesi ile imal edilirler. Şekilleri silindir veya bombeli(fıçı) şeklindedir. İmalat esnasında yapılacak bir hata eksen kaçıklığına bu durumda konveyör bantta hasar meydana getirebilir. İletim esnasında bantta çekme ve basma gerilmeleri oluşur. Buna bağlı olarak bandın kalınlığı, çekme ve basma dayanımı tambur çapını belirleyen faktörlerdir. Eğer bir bant kendi mukavemet sınırları içinde ne kadar çok zorlanıyor ise tambur çapı o kadar fazla olmalıdır. Yeterince zorlanmayan bantlarda minimum çapın altına inilebilir. Bantlı konveyörler çoğunlukla elektrik motoru ile tahrik edilirler. Motorun devir sayısı tahrik tamburunkinden fazla olduğundan, en az iki kademeli bir dişli kutusu koymak gerekir. Bant tahrik sistemleri ortam şartlarına, kullanılacak elemanların özelliklerine ve taşınacak malzemenin özelliğine bağlı olarak; baştan tahrik, kuyruktan tahrik veya çift tahrik olarak tasarlanırlar. Konveyörü boşta çalıştırmak için gerekli gücün, malzemeyi yatay olarak nakletmek için gerekli gücün, malzemeyi düşey olarak nakletmek için gerekli gücün, malzemeyi ivmelendirmek için gerekli gücün ve diğer güç kayıplarının toplamı konveyör bandı tahrik etmek için gerekli güce eşittir. Ancak toplam güç hesaplanırken ortam şartlarına, çevre kirliliğine ve elektrik motorunun verimine dikkat edilmelidir. Çok tamburlu sistemlerde düşük bant gerilmeleri meydana gelir ancak ilave motor ve dişli sistemlerinden kaynaklanan ilave masraf yaratır. Bantlı konveyör tasarımında bant hareket hızının ve tahrik gücünün hesaplanması için taşıma malzemesinin özelliklerinin, yoğunluğunun, bant özelliklerinin, taşıma uzunluğunun ve eğimin bilinmesi gereklidir. Konveyör uygulamaları için tahrik sistemi seçilirken sistemin; gücüne, hız denetim aralığına, kalkış duruş sayısına, kullanım yeri şartlarına, momentin değişimine ve diğer tahrik sistemleri ile arasındaki ilişkiye dikkat edilmeli, geniş kapsamda elemanlar incelenmeli ve birçok soru yanıtlanmalıdır. Önemli seçim sabit hız ile değişken hızlı tahrik seçimidir. Tahrik sistemi seçiminde proses, mekanik, elektrik enerjisi ve maliyet şartları da göz önünde bulundurulmalıdır. Konveyör uygulamaları; hız aralığı boyunca sabit moment, yüksek başlangıç momenti, yüksek atalet, yüksek ivmelenme ve yavaşlama momentleri ve çoklu tahrikler arasında yük paylaşımı, kontrol altına alınmış duruşlar gerektirir. Ayrıca özellikle daha uzun konveyörler için tercihen daha doğal frekanslarla çalışan uygun hızlı ve bant çekmelerine sahip kompleks mekanizmalar kullanılır. Motorlar, tahrik tamburunu harekete geçirmeleri nedeniyle çok önemlidir. Sistemin gerekliliklerine göre bantlı konveyörlerde redüktörlü motorlar, alternatif kısa devre motorları, alternatif bilezikli motorlar ve tekil motorlar kullanılır. Doğru akım motorları elektriksel gücün mekanik güce çevrilmesi ile oluşan moment kuvveti sayesinde stator denilen düzeneğin rotor üzerinde manyetik olarak döndüğü sistemlerdir. Bobinler üzerinden geçen akımın oluşturduğu manyetik alanın meydana getirdiği kutuplaşma ile ileri ve geri yönlü olarak, yani zıt kutupların çekmesi ve aynı kutupların birbirini itmesi prensibinin dairesel harekete dönüştürülmesi ile mekanik hareket üreten bir yapıdır. Verilen denklemlerden ve standart çizelgelerden yararlanılarak hesaplamalar yapılmıştır. Problem 500m eğimsiz ve 100m 30o eğime sahip iki konveyörün oluşturduğu hattın 500t/h debiye sahip taş kömürünün taşınmasıdır. Hesaplamaların sonunda bantlı konveyörde kullanılacak olan parçaların boyutları elde edilmiştir. Konveyör eğimi, sarılım açısı ve makara grupları parametreleri kullanılarak güç ve bant kuvvetlerinin değişimlerinin grafikleri oluşturulmuştur. Çeşitli yorumlar yapılmıştır.
Şehirlerarası otobüslerde devrilme anında yaşam alanını koruyucu taşıyıcı unsurların tasarım ve optimizasyonu
Bu çalışmanın çıkış noktası; devrilme sonucunda oluşan kazalarda otobüs içinde bulunan yolcuların korunmasına, karoseri kapsamında yapılacak konstrüktif geliştirmeler yoluyla katkıda bulunmaya yönelik çözümler üretilmesi düşüncesi olmuştur. Literatür taramasında diğer gelişmiş ülkelerde yapılmış olan çalışmalar ve uygulanan standartlar incelenmiştir. Otobüsler için devrilme kazalarında yolcuların yaşam alanını korumaya yönelik geliştirilmiş olan yasal düzenleme, UNECE R66 (United Nations Economic Commition for Europe Regulation 66- İskelet Yapısının Dayanımı Konusunda Büyük Yolcu Taşıtlarının Onayı ile İlgili Hükümler), esas alınmıştır. Çalışmanın ana hedefi karoseri kapsamında güvenlik şartlarını sağlayan, maliyet, ağırlık ve üretim kolaylığına yönelik konstrüktif çözümlere ulaşmak olmuştur. Yasal düzenlemenin gereklilikleri ve hesaplama adımları belirlendikten sonra üst yapı taşıyıcı elemanlarına uygulanan farklı güçlendirme çalışmalarının, malzeme ve kesit değişikliklerinin etkileri incelenmiştir.
Elektrikli ev aletlerinde arayüz aydınlatması tasarımı
Gelişen teknoloji ile insanlar hayatlarının birçok alanında makinalarla etkileşim içine girmektedir. Gün geçtikçe makinalarla geçen zaman yüzdesi de artmaktadır. İlk olarak sanayi alanında kendini gösteren makinalaşma, günümüzde özel ve ortak her yaşam alanına girmiş bulunmaktadır.Makinalarda insanlarla makinalar arasındaki etkileşimi sağlamak amacıyla bulunan sistemler arayüz olarak adlandırılmaktadır. İlk örnekleri basit kol ve düğme gibi mekanik sistemler olan makina arayüzleri evrimleşerek elektromekanik ve elektronik kontrol sistemlerine dönmüşlerdir. Ana görevi kontrol amaçlı girdileri makinaya iletmek olan arayüz sistemleri ilerleyen teknoloji ile kullanıcıya makinanın durumu ve devam etmekte olan fonksiyon hakkında bilgi veren görsel ve işitsel çıktılar da sağlamaya başlamışlardır. Görsel çıktılar ilk örneklerde basit ışıklandırmalar olarak ortaya çıksa da, günümüzde şekil ve yazı ışıklandırmasından ekranlara kadar örnekleri bulunmaktadır. Bu tezin konusu olan elektrikli ev aletlerinin evlerimize girişinden itibaren şekil ve yazı ışıklandırmaları yaygın olarak kullanılmaktadır. Başta işleve yönelik tasarımlar yeterliyken, günümüzde arayüz aydınlatmasında görsel kaygılar da tasarımı etkilemektedir. Gelişen ve değişen optik elemanlar, tasarımda çeşitliliği sağlasalar da karmaşıklığı da yanlarında getirmektedirler. Bu tezin ilk bölümünde makine-insan arayüzünün ne olduğu ve görevleri hakkında daha detaylı bilgi verilerek arayüz aydınlatma tarihi patent ve uygulama örnekleri ile anlatılmıştır. Arayüz aydınlatma tarihi 1900'lerin başında akkor lambaların kullanıldığı aydınlatılmış kutularla başlayıp LED'lerin kullanıldığı art aydınlatma örneklerine kadar gelişim göstermiştir. Bu zaman zarfında akkor, floresan lambalar, elektroışıma kaynakları ve LED'lerin kullanıldığı art ve kenar aydınlatma prensibine dayanan birçok örnek ortaya çıkmıştır. Bir sonraki bölümde basit optik bilgisi verilerek önemli dört optik terimlerden bahsedilmiş, kırılma ve yansıma basitçe anlatılarak, toplam iç yansıma prensibi ve yansıma çeşitleri üzerinde durulmuştur. Toplam iç yansıma kırılmada bahsedilen Snell yasasına göre ışık çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken kırılma açısını 90 derece yapan geliş açısından fazla bir geliş açısına sahip ışının ortam değiştiremeden geldiği ortama geri dönmesi olayıdır. Bu prensip bir sonraki bölümde anlatılacak ışık taşıyıcıların görevini yerine getirmesini sağlayan prensiptir.Üçüncü bölümde arayüz aydınlatması tasarımında kullanılabilecek optik tasarım elemanları hakkında bilgi verilmiştir. Akkor lamba, floresan lamba, elektroışıma kaynakları, LED ve OLED olmak üzere 5 adet ışık kaynağı çeşidi tanıtılmıştır. Işık taşıyıcılar hakkında temel tasarım bilgileri verilmiştir. Düz ve konik reflektörlerden bahsedilerek eliptik, parabolik, hiperbolik ve küresel konik reflektörler üzerinde durulmuştur. Son olarak katkılı, Gauss ve prizmatik difüzörlerden bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde örnek olması açısından Arçelik In Love Gurme Çay Makinası'nın arayüz aydınlatması tasarımı çalışmasından bahsedilmiştir. Bu çalışmada tasarım temel konstrüksiyon sistematiği adımları kullanılarak yapılmıştır. Öncelikle firmanın istekleri sıralanarak bir istekler listesi oluşturulmuştur. İstekler listesinde dördü kesin üçü arzu tipi olmak üzere yedi istek sıralanmıştır. İstekler listesinde üç adet temel fonksiyon belirlenmiştir. Bunlar ışığın iletilmesi, ışığın dağıtılması ve ışık kaçaklarının sınırlandırılmasıdır. Işığın iletilmesi temel fonksiyonu için ışık taşıyıcı ve hava fonksiyon taşıyıcıları seçilerek çözüm matrisine eklenmiştir. Işığın dağıtılması temel fonksiyonu için çözüm matrisine eklenen fonksiyon taşıyıcılar katkılı, Gauss ve prizmatik difüzörlerdir. Işık kaçaklarının sınırlandırması temel fonksiyonu için seçilen fonksiyon taşıyıcılar ise toplam iç yansıma prensibi ve reflektördür. Fonksiyon taşıyıcıların oluşturduğu çözüm matrisinden iki çözüm elde edilmiş ve bu çözümler OptisWorks optik analiz programı ile analiz edilmiştir. Son olarak hedef kriterlere göre oluşturulan hedef büyüklükler matrisi ile çözümler puanlanmış ve en yüksek puanlı çözüm seçilmiştir. Son bölümde örnek tasarım hakkında elde edilen sonuçlar üzerinden genelleme yapılarak elektrikli ev aletlerinde aydınlatma tasarımı hakkında öneriler sıralanmıştır.
İnsan asansörlerinin mevcut durumunun analizi ve güvenlik düzeyinin arttırılmasının araştırılması
Mevcut asansörlerde güvenlik normları ve asansör denetim raporları daha etkin ve anlaşılabilir kılmayı hedefleyen tezi, Türkiye'de asansör standartlarının ve sektörün geçmişi ve gelişimi incelenerek başlamıştır. Daha sonra asansör denetimlerini gerekli kılan koşullar incelenmiştir. Tüm veriler irdelenerek denetlemelerde yaşanan sıkıntıları aşmak ve daha isabetli sonuçlar almak için yollar aranmıştır. Öncelikle erişebilirlik kavramı ve sonrasında standartlara uyulmadan yapılan montaj ve periyodik bakımlar asansör denetlemelerini gerekli kıldığı görülmüştür. Avrupa ülkelerinde her bireyin topluma kazandırılması hedeflenerek hazırlanan SNEL (Safety Norms in Existing Lifts-Mevcut Asansörlerde Güvenlik Normları) denetlemeleri mecbur kılan öncü bir koşul olmuştur. Böylece asansörlerde mevcut güvenlik düzeyi arttıracak ve günümüz koşularına uygun olacaklar. Bunun sonucunda da denetlemeler, asansör sektörünün kalitesine katkı sağlamaktadır ve sektörün ilerlemesinde büyük rol oynamaktadır. Fakat bu denetlemelerin yeterince isabetli olup olmadığı irdelenen bu tezde, farklı yaklaşımlar sunulmuştur. Tezin ana konusu olan asansör uygunluk denetlemelerdeki risk değerlendirmesi ve alternatif değerlendirme cetveli, 5. bölümün altında açıklanmıştır. SNEL'in 74 maddesi ve TSE'nin mevcut asansörler için denetleme tablosu irdelenerek kıyaslanmıştır. A tipi muayene kuruluşlarının kullandığı 3 kademeli sistemin eksik yönleri irdelenmiştir. Yeşil, sarı ve kırmızı etiket raporlamasının asansörler arasındaki farkı tam olarak ifade edemediğini ve ara değerlerin olması gerektiği belirtilmiştir. 2 adet kırmızı maddesi olan asansör ile 20 adet kırmızı maddesi olan asansör arasındaki seviye farkı, puanlama sistemi ile daha net bir şekilde belirgin olacaktır. Değerlendirilen standart maddeleri de yorum farkına göre puanlamaya tabi tutulması gerektiği açıklanmış ve insan hayatını tehlikeye atmadan çalışabilir durumdaki kırmızılık maddelerin puanını değerlendirilmesi gerektiği öngörülmüştür. Mevcut asansörlerin denetlenmesinde kullanılabilecek yeni bir değerlendirme sistemi ortaya konularak, tez neticelendirilmeye çalışılmıştır. Asansör Seviye Analizi (ASA) adı verilen yeni puantaj sistemde, 15 ceza puanı alan ama kırmızı statüsündeki madde yüzünden asansör kapatılabileceği gibi, 250 ceza puanı alan fakat kırmızılık statüsünde olmayan maddeleri varsa, asansör yine de kapatılacaktır. Bu durum asansörler arasındaki seviye farkının tam olarak görülmesine ve istatistiksel açıdan değerlendirilen asansör sektörünün, emniyet seviyesinin nerede olduğunu belirgin bir şekilde gösterecektir. Mevcut durumda en ufak eksiklik nedeniyle kırmızı etiketli olan asansörler yüzünden sektördeki asansörlerin %80'i emniyetsiz kabul edilmektedir. Böyle bir durum sıra dışı kararlar gerektirir, fakat durum inandırıcı gözükmediğinden Bakanlık düzeyinde de bir aksiyon planı oluşturulmamıştır. Bu çalışmadan sonra sektörün ve asansör firmalarının kendisini değerlendirmesi daha kolay olacaktır.
2x400 ton portal krenin matematiksel ve sonlu elemanlar yöntemiyle düzlem titreşim analizi
Doğadaki her cisim, "Doğal Titreşim Frekansı" olarak adlandırılan, sonsuz sayıda titreşim frekansı ve genliğine sahiptir. Bu frekansların hesaplanması ve genliğinin bilinmesi, titreşim kaynaklı mühendislik problemlerinin çözülmesinde temel önem taşımaktadır. Basit cisimlerin doğal frekans ve şekillerini analitik olarak hesaplamak mümkündür. Ancak karmaşık şekillerin hesabı numerik yöntemlerle mümkündür. Sonlu elemanlar yöntemi ve bilgisayar hesap kapasitelerindeki gelişmeler, karmaşık yapıların, ancak idealleştirme yapılarak hesaplanabilen doğal frekans ve şekillerinin daha doğru ve anlaşılır hesaplanmasına imkan tanımışlardır. Konstrüksiyonlarda da kimi zaman çevresel etkilerden kimi zaman da nereden kaynaklandığı bilinmeyen titreşimlere rastlanır. Bu titreşimler bazen bir konstrüksiyonun çökmesine kadar giden ciddi sonuçlara sebep olabilir. Bahsedilen bu titreşimlerin belirlenmesinde öncelikli olarak irdelenmesi gereken 'Doğal Frekans' ve 'Rezonans' kavramlarıdır. Doğal frekans, bir cismin sadece kütlesine ve esnekliğine bağlı olan ve cismin o frekansta uyarılırsa yüksek genlikle ve sürekli titreşeceği frekansa denirken; rezonans, bir cismin doğal frekansıyla çakışan bir frekansta uyarılmasıyla ortaya çıkan fiziksel olaya denir ve rezonansa girmiş cisim aşırı şekilde titreşmeye devam eder. Konstrüksiyonların dizaynı sırasında dikkate alınması gereken en önemli sorunlardan birisi olan rezonans sorununun önlenebilmesi için farklı yöntemler kullanılabilmektedir. Karmaşık olmayan sistemler için analitik yaklaşımlar kolaylık sağladığı gibi sayısal yöntemlerle doğrulanması da hesaplamalarda hataların belirlenmesi ve sonradan karşılaşılabilecek sorunların önüne geçilmesi için faydalı olur. Bu çalışmada öncelikli olarak krenlerle ilgili tarihsel gelişim ve kren çeşitleri tanıtılmıştır. Sonrasında, Euler-Bernoulli kirişi enine titreşimi yaklaşımına uygun olarak, portal krenin düzlem titreşiminin matematiksel modelin oluşturulması için uygulanacak metod tanıtılmıştır. Bir sonraki bölümde ise sonlu elemanlar metodu ve ANSYS Workbench 14.5'te modal analizin yapılışı anlatılmıştır. Sonraki bölümde, 2x400 ton portal krenin düzlem titreşim analizi için matematiksel modeli oluşturulmuş, özfonksiyonlar ve özdeğerler yardımıyla bu krene ait düzlem titreşim durumundaki doğal frekanslar elde edilmiştir. Aynı bölümde sonlu elemanlar metodu kullanılarak 2x400 ton portal krenin modal analizleri yapılmış ve doğal frekanslar elde edilmiştir. Son bölümde ise bir önceki bölümde elde edilen doğal frekans değerleri karşılaştırılmış ve karşılaştırma sonucundaki değerlendirmeler sunulmuştur.
Yassı çelik haddelemede kullanılan sıcak şerit haddehane hadde merdanelerinin aşınma parametrelerinin optimizasyonu ile servis ömürlerinin uzatılması
Demir çelik sektöründe yassı mamul üretiminin gerçekleştiği haddehanelerde kullanılan ve nihai mamul kalitesini belirleyen hadde merdanelerinin tüketimleri, işletme maliyetlerini etkileyen en önemli yedek malzeme girdisidir. Hadde merdanelerinin üretimi farklı imalat süreçlerinden oluşmakla beraber, henüz Türkiye' de imalatını gerçekleştirebilen bir firma bulunmamaktadır. Özellikle Avrupa, Amerika ve Japon firmaları, geçmişten günümüze merdane üretiminde öncü olan ve gelişmiş üretim teknolojileri içeren tesislere sahiptirler. Türkiye' de yassı mamül üreten demir çelik fabrikaları, bu bakımdan yabancı firmalara bağımlıdır. Bu tip malzeme girdilerinin dış ülkelerden temin edilmesi nedeniyle hem sanayi tesisleri hem de ülke ekonomisi olumsuz yönde etkilenmektedir. Bu amaçla bu çalışmada, yassı demir çelik mamül üretiminde kullanılan ve haddeleme işleminin yapılmasını sağlayan iş takımlarından biri olan sıcak şerit haddehane iş merdanelerinin çalışma yüzeyi aşınma parametrelerinin optimize edilmesi ile merdane kullanım ömrü ve çalışma sürelerinin uzatılması amaçlanmıştır. Merdane çalışmasına etki eden parametrelerin servis sürelerine olumlu ve olumsuz yönde etkileri belirlenerek bu parametreler açıklanmıştır. Parametrelerin birbirine olan etkileri tespit edilmiş, en iyi çalışma parametrelerinin bulunması sonucu bu bulgular belirlenerek, merdanelerden tüm kullanım ömrü boyunca alınan toplam verimin arttırılması ve tüketimlerinin azaltılmasının sağlanması amaçlanmıştır. Çalışmada kullanılmak üzere aşınmaya karşı diğer merdane kalitelerine göre daha iyi performans gösteren yüksek hız çeliği kalite iş merdaneleri seçilmiştir. Merdane maksimum servis ömrü, merdanenin servisi esnasında çalışma yüzeyinde oluşan ve aşınma sonucu görülen nihai mamül kalitesine olan kusurların haddelenen mamule etkisi ile belirlenmiştir. Bu amaçla merdanelerde oluşan aşınma etkisinin doğru tespit edilebilmesi amacıyla nitel ölçüm sistem analiz çalışması yapılmış, böylece süreç değişkenliklerinin etkisinin azaltılması sağlanmıştır. Yapılan çalışmalarda farklı kullanım pratikleri denenmiştir. Çalışma sonucunda en iyi kullanım şartları elde edilmiş, merdane yüzey aşınması kontrol altına alınarak daha uzun servis ömürlerinde çalışabilmeleri sağlanmıştır. Yapılan pilot çalışmalar sonrası doğrulama çalışmaları da yapılarak proje sonlandırılmıştır. Çalışmanın maddi getirisinin yanında, iş sağlığı ve güvenliği açısından katkı elde edilmiştir. Yabancı ülkelerden yüksek bedeller karşılığında ithal edilen merdanelerin tüketimlerinin azaltılması sayesinde merdane kullanım ömürlerinde artış elde edilebileceği gibi maliyetlerin düşürülmesi yönünde de önemli bir katkı sağlanılmasına yardımcı olunacaktır.
Nükleer tesislerde kullanıma uygun çift ana kirişli gezer köprülü bir krenin tasarımı ve yapısal analizi
Günümüzde krenler, sadece sanayi alanlarında kullanılmadığı gibi nükleer santrallerde de kullanılmaktadır. İnsan gücünün kaldırabileceğinin çok üzerinde olan yüklerin taşınmasında yüksek tonajlı krenler kullanılmaktadır. Nükleer santraller, kapalı alanlar olduğundan santral içinde köprülü krenlerin kullanımı yaygındır. Krenlerin yükleri kaldırırken hasar görmeleri belki büyük bir çevresel felakete yol açabileceğinden mukavemet hesapları dikkatli yapılmalı ve elde edilen sonuçlar dikkatli oluşturulmuş bir sonlu elemanlar analizi programı ile valide edilmelidir. Bu çalışmada kren ana kirişi ayrıntılı olarak anlatılmış ve köprülü krenin teknik özellikleri belirtilmiştir. Nükleer santrallerden nasıl enerji elde edildiği ve nükleer santrallerde çalışan krenler için önem arzeden depremlerin tanımı ve hesap yöntemlerine değinilmiştir. FEM ve DIN normlarına uygun kren parçalarının mukavemet hesapları ele alınmıştır. Daha sonra INVENTOR/CAD programı kullanılarak analiz için krenin modeli oluşturulmuştur. ABAQUS/CAE programı kullanılarak, kren parçalarının sonlu elemanlar yöntemine göre analizi yapılmıştır. Ayrıca krenin sismik etkileri SAP2000 yazılımı ile analiz edilmiştir. Son olarak sonlu elemanlar metodu ile analitik yöntemlerle elde edilen gerilme ve sehim değerleri karşılaştırılmıştır.
Asansör soğutma yükleri ve iklimlendirmesi
Bu tez çalışmasında muhtelif asansör uygulamalarında hayatın hemen her alanında kendine önemli bir yer edinen iklimlendirme konusu ele alınmıştır. Özellikle alışveriş merkezleri, plazalar ve özel hastaneler gibi ticari amaçlı binalarda müşterilerin konforu önceliklidir, bu bağlamda odalar ve salonların yanında asansörlerin klimatizasyonu da önem kazanmıştır. Tezin kapsamı iklimlendirme sistem parametreleri olan soğutma yükü, kanal hesabı, fan hesabı, ısıl konfor, iklimlendirme sistem kontrolü ve sistem konstrüktif tasarımı konularıdır. Öncelikle tezin ortaya çıkış amacı ve sağlayacağı fayda kısaca özetlenmiştir. Sonrasında konuyla ilgili benzer çalışmalar araştırılmış ve bulunan sonuçlar özetlenmiş, tezin ana metnini iklimlendirme sistemi projelendirme konusu oluşturmuştur. Çalışmanın temel ögesi olan soğutma yükü asansör standartları ve asansör uygulamaları çerçevesinde, literatürde yer alan yöntemlere dayanarak detaylı şekilde analiz edilmiş ve çizelgelendirilmiştir. Asansör kabin boyutları ilgili standart referansıyla belirlenmiştir. Ele alınan asansör uygulamaları bina kuyu boşluğunda çalışan kabinler ve bina dış cephesinde hareket eden panoramik kabinlerdir. Cam yapıdaki panoramik dış cephede hareket eden kabinler için soğutma yükü hesabı asansör sisteminin bina doğu, güney, batı ve kuzey cephelerindeki yerleşimlerine göre ayrı ayrı hesaplanmıştır. İklimlendirme cihazı hava aktarma cihaz ve ekipmanları olan kanal ve fan için hesaplar iklimlendirme sistemi soğutma yüküne cevap verebilecek nitelikte yapılmıştır. Asansör kabininde yapılan iklimlendirme işleminde diğer önemli bir husus da ısıl konfor olup bu konuda izlenmesi gereken metod analiz edilmiştir. Buna bağlı olarak asansör kabininde oluşturulması gereken hava dağılımı ve birlikte ele alınması gereken sistem kontrolü için varsayımlar ortaya koyulmuştur. Sonuç bölümünde çalışma bulguları kısaca özetlenmiş, devam niteliğinde olabilecek çalışmalar ve yöntemler izah edilmiştir.
Elyaf sarma ile üretilen kompozit yapıdaki basınçlı kapların değişik yüklemelerde modellenmesi
Bu çalışmada, günlük hayatta karşımızı sıklıkla çıkan basınçlı kap uygulamaları üzerine çalışma yapılmıştır. Basınçlı kap yapıları için Ashby Metodu kullanılarak sistem için uygun malzeme seçilmiştir. Üretilebilecek en iyi tasarım, matematiksel model ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Yapılan matematiksel modelde malzeme olarak seçilen karbon fiber takviyeli kompozitler için elyaf sarma açısı parametrik olarak tanımlanmış ve genetik algoritma yöntemi kullanılarak en iyi sistem tasarımı oluşturulmuştur. Burada dayanıma etki eden katman sayısı da ele alınarak katman sayısı değişiminin gerilme dağılımına etkisi sorgulanmıştır. Yapılan işlemleri doğrulamak için aynı işlemler bilgisayar ortamına aktarılarak sayısal çözümleme programlarıyla analiz edilmiştir. Bunun için öncelikle ilk tasarım 3D modeli oluşturulmuş ve arkasından kompozit ve sayısal modüllerle gerekli işlemler yapılmıştır. Analizlerde yine aynı değerler parametrik olarak belirlenmiş ve sonuç olarak matematiksel model ve sonlu elemanlar çözümünün doğrulanması yapılmıştır. Çalışmayla ilgili literatür çalışmaları incelenmiş ve yapılan deneysel çalışmalar ile tezde yapılan analitik ve numerik çözümler karşılaştırılarak doğrulama sağlanmıştır. Alınan sonuçlar incelendiğinde en iyi açı değerindeki gerilme dayanımının maksimum değerde performans sağladığı ve katman sayısının sistem dayanımına nasıl etki ettiği görülmüştür.