Theses supervised by Prof. Dr. Müfit Gülgeç
14 theses · Gazi University, Çankaya University
Bir uçağın basınç duvarının yapısal optimizasyonu
Bu çalışmada, elastik katı bir uçak parçasının topolojik optimizasyonu ve boyutlandırma analizi yapılmıştır. Topoloji optimizasyonu önceden belirlenen sınır şartları ve yükler altında belirli bir alanda kısıtları sağlarken bir hedefi maksimumuna yada minimumuna getirerek optimum kütle dağılımının bulunması için kullanılmıştır. Topoloji optimizasyonu için bir evrimsel optimizasyon algoritması geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritma sonrasında, Visual Basic dilinde bir bilgisayar programı yazılmıştır. Bu program MSC.PATRAN ve MSC.NASTRAN programları ile eşzamanlı çalışacak şekilde oluşturulmuştur. Bu program uçak parçalarından basınç duvarı için çalıştırılmış ve sonuçlar elde edilmiştir. Diğer yandan aynı uçak parçası için boyutlandırma analizi iki boyutlu elemanlardan oluşan bir sonlu elemanlar modeli ile yapılmıştır. Bu sebeple bu çalışmada mühendisliğin iki önemli konusu olan sonlu elemanlar yöntemi ve yapısal topoloji optimizasyonu ele alınmıştır. Bir uçak parçasının kavramsal tasarımında EYO metodunun kullanılabilirliği denenmiştir. Yapının optimizasyonu sonucunda elde edilen model ile boyutlandırma analizi sonucu elde edilen yapı karşılaştırılmıştır.Elde edilen sonuçlara göre, tanımlı yük ve sınır şartları altında, topoloji optimizasyonu yapılmış basınç duvarı modelinin boyutsal analizi yapılan modele göre daha homojen bir yük dağılımına sahip olduğu ve ağırlığında %25 seviyelerine varan bir hafifleme olduğu görülmüştür.Sonuçların incelenmesi ile Evrimsel algoritma ile bir uçak parçasının topolojik optimizasyonunun mümkün olduğu fakat bazı iyileştirici değişikliklerin yapılmasının uygun olacağı görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Topoloji optimizasyonu, yapısal optimizasyon
Bir uçağın yatay dengeleyicisinin genetik algoritma yöntemi ile yapısal optimizasyonu
Bu çalışmada, optimizasyon çalışmalarında diğer tekniklere nazaran daha yeni bir yöntem olan Genetik Algoritma (GA) yardımıyla bir uçağın yatay dengeleyicisinin yapısal optimizasyonu yapılmıştır. Genetik algoritma kısa zaman içerisinde rasyonel çözümler sunması nedeni ile geleneksel optimizasyon yöntemlerinden daha üstündür. Uçak yapısında en önemli parametrelerden birisi uçağın ağırlığıdır. Ağırlığın azaltılması maliyet ve performans açısından önemlidir. Bu çalışmada, yatay dengeleyici sonlu elemanlar modeli oluşturulmuş, yatay dengeleyiciye gelen yükler sonlu elemanlar modeline yansıtılmış ve her bir yapısal elemana düşen kuvvetler belirlenmiştir. Yapının mukavemetinin korunması gereksinimine göre yazılan genetik algoritma kodu vasıtası ile yapısal parametrelerin optimizasyonu yapılmış ve ağırlık azaltılmıştır. Sonlu elemanlar analizi modellemesi MSC.PATRAN programında, çözümleme MSC.NASTRAN programında yapılmış GA'ların çözümünde MATLAB 7.0 programı kullanılmış ve elde edilen sonuçlar çizelge ve grafiklere dönüştürülmüştür.
Farklı kalınlık ve oryantasyon yüzdelerindeki tabakalı kompozit levhaların düşük hızlı darbe enerjileri altında davranışlarının deneysel incelenmesi
Bu çalışmanın amacı, farklı kalınlık ve oryantasyon yüzdesindeki tek yönlü karbon tabakalı kompozit levhaların düşük hızlı darbeye karşı cevabının incelenmesidir. Darbe davranışı için incelenen parametreler, darbe enerjisi, oryantasyon yüzdesi, tabaka kalınlığı ve vurucu kütle ağırlığından oluşmaktadır. Ağırlık düşürme test cihazı kullanılarak, her bir numuneye farklı enerji seviyelerinde darbeler uygulanmıştır. Ayrıca bir numune üzerinde delinme meydana gelene kadar yapılan darbe testleri ile geri sekme, nüfuziyet ve delip geçme darbe davranışları incelenmiştir. Darbe sonrası levhaların içyapılarında oluşan hasar türleri mikroskop ile gözlemlenmiş, hasar alanları tahribatsız muayene yöntemlerinden olan ultrasonik C-scan metodu ile incelenmiş ve çentik derinliğinin zamana bağlı değişimi ise komparatör ile ölçülmüştür. Hasarlı ve hasarsız test numunelerinin burkulma testleri gerçekleştirilmiş ve kalan kritik burkulma dayanımları bulunmuştur.
Fonksiyonel derecelendirilmiş bir silindirde malzeme özelliklerinin ısıl gerilme dağılımına etkisinin parametrik incelenmesi
Bu çalışmada, Tresca akma şartı ve birleşik akış kuralından faydalanarak, iki ucu sabit, içinde üniform ısı üretimi olan fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden (FDM) yapılan içi dolu bir silindirin elastik-plastik deformasyonu, yarıçap boyunca değişen malzeme özelliklerinden akma dayanımı, elastisite modülü, ısıl iletkenlik katsayısı ve ısıl genleşme katsayısı dikkate alınarak incelenmiştir. Poisson oranı ise sabit alınmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş silindiri oluşturan malzemelerin elastik-mükemmel plastik malzeme olduğu varsayılmıştır. Bu fonksiyonel derecelendirilmiş silindirdeki gerilme, gerinim ve deplasman dağılımları analitik metodlarla bulunmuş, analitik metodlarla bulunması mümkün olmayan plastik bölge yarıçapları ise Mathematica 5.2 yardımıyla sayısal iterasyonlarla hesaplanmıştır.
Seramik kompozit zırh sistemlerinin darbe ve balistik özelliklerinin belirlenmesi
Seramik kompozit zırh sistemleri yüksek balistik koruma sağlayan sistemler olarak gelişmiş zırhlı araçların balistik korumasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ön yüzde kullanılan seramikler, sahip oldukları yüksek sertlik, basma mukavemeti ve aşınma dayanımlarından dolayı mermi üzerinde deforme edici bir gerilme dalgası oluşturmaktadır. Yapısal entegrasyonu temin eden arka katmandaki polimer kompozit ise yüksek enerji sönümleme özelliğiyle mermi veya parçacıkları yakalayarak penetrasyonu engellemektedir.Deneysel olarak yürütülen bu tez çalışması kapsamında; seramik kompozit zırh sistemi yapısındaki bileşenlerin ve zırh sisteminin darbe karakteristiği ve darbeye bağlı hasar şekilleri belirlenmiştir. Ağırlık düşürme testleri ile düşük enerjili darbe, atışlı testlerle de yüksek enerjili darbe davranışı ve balistik özellikleri incelenmiştir.Düşük enerjili darbe testleri, Instron Dynatup markalı üniversal ağırlık düşürme test cihazı ile gerçekleştirilmiştir. Test sisteminin darbe kuvveti, çarpma hızı ve darbe zamanına ait verileri yüksek hassasiyetle toplamasına bağlı olarak katmanlı yapıdaki kırılma oluşumu ve gelişimi darbe kuvvetine bağlı olarak belirlenmiştir.Ağırlık düşürme testlerinde E-Cam dokuma, tek yönlü ve aramid dokuma kumaştan üretilen kompozit malzemelerin düşük enerjili darbe hız limitleri bulunmuştur. Kompozit malzemenin darbe davranışında oldukça önemli olan penetrasyon ve perforasyon eşik enerjileri tespit edilmiştir.Seramik kompozit zırh sisteminin balistik hız limiti ve balistik koruma seviyesi STANAG 4569 ve NIJ standartları doğrultusunda belirlenmiştir. Hacim ve kütle etkinlikleri RHA çeliği referans alınarak bulunmuştur. Balistik darbede kompozit malzemede meydana gelen konik hasar yapısının darbe ekseni etrafında lokalize olduğu, delaminasyon ve matris kırılma alanlarının düşük enerjili darbeyle mukayese edildiğinde önemli ölçüde azaldığı görülmüştür.
Neoplan seyahat otobüsü bagaj kapağı mekanizmasının analizi
Bu çalışmada , MAN-Neoplan seyahat otobüslerinin bagaj kapağı mekanizması detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu konunun tez konusu olarak seçilmesinin nedeni müşteri şikayetleridir. Çalışmada önce mevcut bagaj kapağı mekanizmasının sentezi, kinematik, kinetik ve gerilme analizleri yapılmıştır. Analizler sırasında VisualNASTRAN Desktop programının eğitim versiyonundan ve işletmedeki lisanslı CATIA istasyonundan faydalanılmıştır. Yapılan analizler sonucunda problemli parçanın taşıyıcı kol olduğu anlaşılmıştır. Çalışmanın sonucunda sorunun giderilmesine yönelik yeni bir taşıyıcı kol geometrisi öngörülmüştür. Bu kapsamda araca uygulanacak anternatif çözüm sayesinde müşteri şikayetleri giderilmiş ve araç kalite seviyesi yükseltilmiş olacaktır. Tez çalışması incelendiğinde bir mühendislik problemi çalışılırken gerekli analizlerin yapılmasının önemi göze çarpmaktadır. Gerek sonradan ortaya çıkan problemler için gerekse ürün tasarım aşamasındayken mühendislik analizlerinin yapılması ve tasarımların analitik olarak incelenmesi hata oranlarını düşürecektir. Bu sayede ürün kalite seviyesi istenilen düzeylere ulaşacaktır.
Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden yapılmış dönen,içi boş bir diskin gerilme ve deplasman dağılımının belirlenmesi
Bu çalısmada kalınlıgı sabit ve malzeme özellikleri yarıçapın fonksiyonu olarak degisen, sabit bir sıcaklık degeri etkisinde, simetri ekseni etrafında w açısal hızıyla dönen içi bos disk için elastik gerilme analizi yapılarak malzeme özelliklerinin gerilme, sekil degistirme ve yer degistirme dagılımına etkisi incelenmistir. Çalısmada elastisite modülü 1 E E0 (r / b)b = , malzeme yogunlugu 2 0 (r / b)b r = r , ısıl genlesme katsayısı 3 0 (r / b)b a =a seklinde, yarıçapın fonksiyonu olarak alınmıstır. Uygunluk denklemi, denge denklemi, kinematik bagıntılar, Hooke kanunu kullanılarak elde edilen gerilme, sekil degistirme ve radyal deplasmanlar boyutsuz hale getirildikten sonra, b degerlerinin akmanın basladıgı kritik açısal hız üzerine etkisi elde edilmistir. Ayrıca farklı b degerlerinin gerilme, gerinim ve radyal deplasman dagılımlarına olan etkisi de incelenmistir. Anahtar Kelimeler : Fonksiyonel derecelendirilmis malzemeler, dönen diskler
Üniform sıcaklık dağılımı basınç etkisinde dönen fonksiyonel derecelendirilmiş şaft için gerilme analizi
Bu çalışmada üniform sıcaklık ve basınç altında, sabit bir hızla dönen FGMşaftta üzerinde oluşan gerilme bileşenleri, genlemeler ve radyal deplasman;denge denklemi, uygunluk denklemi ve Hooke Kanunu denklemlerikullanılarak, yarı analitik yarı nümerik olarak çözülmüştür. Bu çözümde,malzeme özeliklerinin dağılımı yarıçapa bağlı olarak, eksponesiyel fonksiyonlarile ifade edilmiştir. Şaft malzemesini oluşturan iki farklı malzemeninözelliklerine ve karışım oranlarına bağlı olarak değişim gösteren elastikmodülüs, ısıl genleşme katsayısı ve özgül ağırlığın gerilme bileşenleri, genlemeve radyal deplasman üzerindeki etkileri incelenmiştir.Bilim Kodu : 944Anahtar Kelimeler : Elastisite, FGM malzeme, Gerilme analizi, ŞaftSayfa Adedi : 75Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Müfit GÜLGEÇ
Fonksiyonel derecelendirilmiş içi boş uçları sabit ve serbest silindirde gerilme analizi
Mekanik ve ısıl yüklemelerin birlikte etkimesi sonucunda homojen bir makine elemanı tüm yükleme şartlarını emniyetle taşımayabilir. Malzeme tokluğu, ısı iletkenliği, ısıl genleşme katsayısı, malzeme rijitliği gibi özellikler homojen bir malzemede tüm yükleme şartlarında istenen davranışı gerçekleştirmeyebilir. Malzemenin ısıl mukavemeti yüksek iken malzeme tokluğu düşük olabilir veya yüksek malzeme tokluğuna sahip malzemenin ısıya karşı direnci iyi olmayabilir, malzeme rijitliği zayıflayabilir. Termomekanik özellikleri geliştirilmiş Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerin (FDM) mekanik ve ısıl yüklemeler altında homojen malzemelerin ulaşamadığı özellik ve fonksiyonları sağlamaları son zamanlarda yüksek sıcaklık uygulamalarında, uzay araçlarında, optik ve biomedikal uygulamalarda, elektronik sanayiinde, aşınmaya dayanıklı yatak, dişli, kam ve benzeri makine elemanlarının kaplamalarında yoğun olarak kullanılmasını mümkün kılmıştır. Bu maksatla bir tarafında metal, diğer tarafında seramik ve geçiş bölgesi metalden seramiğe doğru fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme üretimi önem kazanmıştır.Bu çalışmada fonksiyonel derecelendirilmiş içi boş uçları sabit ve serbest silindirde düzgün iç ısı üretimi ve mekanik yükleme (iç basınç) sonucu meydana gelen gerilme bileşenleri ve radyal deplasman bulunmuştur. Silindir için elastisite modülü, ısıl genleşme katsayısı ve ısı iletkenlik katsayısı radyal koordinata bağlı olarak üstel bir fonksiyon şeklinde tanımlanmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş içi boş silindir için bulunan gerilme bileşenleri, malzeme özelliklerini radyal koordinata bağlı olarak tanımlayan üstel parametreler sıfır alınarak elde edilen homojen bir silindire ait gerilmelerle mukayese edilmiş, FDM silindirde gerilme bileşenlerinin daha küçük olduğu görülmüştür. FDM silindirde malzeme özelliklerini tanımlayan parametreler seramik ve metal tarafta belli bir aralık içerisinde tanımlandığında meydana gelecek gerilme bileşenlerine metal tarafın akması esas alınarak Tresca Akma şartı uygulanmış ve gerilmeleri minimize edecek optimum malzeme parametreleri belli bir aralık içerisinde yaklaşık olarak elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Isıl gerilme, fonksiyonel derecelendirilmiş silindir, gerilme analizi
Kobi ve büyük ölçekli imalat sanayinde çalışanların iş sağlığı ve güvenliğine ilişkin davranışlarının belirlenmesine yönelik kapsamlı bir araştırma
Bu tez çalışmasında, KOBİ ve büyük ölçekli imalat sanayinde çalışanların iş sağlığı ve güvenliğine ilişkin davranışları belirlenmiştir. Günümüzde İş sağlığı ve güvenliği kanunları, iş sağlığı ve güvenliğinin farklı sektör ve işlerde nasıl sağlanacağı, bu sektör ve işlerde çalışanlara nasıl eğitimler verileceği gibi birçok çalışma yapılmaktadır. Fakat tüm bu çalışmalara rağmen çalışanların iş sağlığı ve güvenliğine ilişkin adaptasyonu, bu konuya bakış açıları ve çalışma esnasında tutumları gibi konularda ilerlemenin ne ölçüde olduğu bilinmemektedir. Bu amaçla, konunun anlaşılması için KOBİ ve büyük ölçekli imalat sanayinde faaliyet gösteren firmalarda, iş sağlığı ve güvenliği konusu ve çalışanların güvenlik kültürü algı ve tutumları tez içerisinde detaylı olarak araştırılmıştır. Çalışanların güvenlik kültürüne ilişkin algı ve davranışlarını anlamak için çalışanlar üzerinde anket yapılmış, anket sonuçları detaylı olarak incelenmiştir.
Trafo merkezlerinde manyetik alan maruziyetleri üzerine bir inceleme
Artan enerji ihtiyacı ile sayıları gün geçtikte artan ve enerji iletim sisteminin kalbi olarak görülen trafo merkezlerinde görev yapan işletme teknisyenleri işleri gereği manyetik alana maruz kalmaktadırlar. Bu çalışmada, Türkiye'nin çeşitli bölgelerinde 31 farklı "154kV/34,5kV" trafo merkezinde manyetik alan ölçümü yapılarak çalışanların iş sağlığı ve güvenliği açısından maruziyetleri değerlendirilmiştir. Ölçümler düşük frekansta ölçüm yapan TENMARS TM-192D Üç Eksenli Manyetik Alan Ölçer cihazı ile çalışanların yaptıkları farklı görevler için bulundukları noktalarda yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ölçüm noktalarına göre kategorize edilmiş olup, ölçüm sırasında trafo merkezindeki anlık yük durumu da göz önüne alınarak trafo merkezleri arasında karşılaştırmalar yapılmıştır. Karşılaştırma sonuçları ile ulusal ve uluslararası düzenlemelerle belirlenen limit değerler ışığında trafo merkezi işletme teknisyenleri için yüksek maruziyet teşkil eden bölgeler tespit edilmiştir. Ölçümler sonucunda en yüksek maruziyet değerinin eski tip trafo merkezlerinin kapalı şalt hücre önlerinde olduğu görülmüş olup buradaki en büyük etkenin sistem ile personel arasındaki kısa mesafe olduğu tespit edilmiştir. Manyetik alan maruziyetinin azaltılması için, gelişen teknolojinin sağladığı imkanlar dahilinde işletme teknisyenlerinin tüm işlemleri uzaktan kontrol sistemleri ile kumanda odasından yapması faydalı olacaktır.
Kalker ocaklarında ocak sularının ve delme-patlatma işlemlerinin iş sağlığı ve güvenliği üzerine etkilerinin araştırılması.
Bu çalışma ile kalker sahalarında proses gereği tüm çalışmaların, güvenli sürdürülmesi için gereken proaktif yaklaşımlar incelenmiş, kalker rezervi kazanımı için gereken çalışmalar sırasında meydana gelebilecek risk unsurlarının nasıl en aza indirilebileceği araştırılmıştır. Gerekli saha çalışmaları yapılmış ve iş kazaları, "Mühendislik Metotlar Yöntemi" uygulamaları ile asgariye indirilmeye çalışılmış yani olası iş kazalarına kökten tedbir alınmaya çalışılmıştır.
Ankara ili Polatlı ilçesi mevsimlik tarım işçilerinin çalışma koşullarının iş sağlığı ve güvenliği yönünden incelenmesi
Tarımda çalışan nüfusun çalışma ortamlarında karşı karşıya kaldıkları hastalıklar ve kazalar dünya genelinde önemli bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Dünyadaki 1,2 milyon iş kazası sonucu gerçekleşen ölümlerin yaklaşık yarısının tarımda meydana geldiği tahmin edilmektedir. Çalışmamızda amaç; mevsimlik tarım işçilerinin yaşam koşullarını, barınma, eğitim, sağlık, demografik özellikleri hakkındaki bilgiler ışığında, iş kazalarını ve meslek hastalıklarını nicel ve nitel verilere ulaşarak bütünsel bir perspektifle açıklamaktır. Araştırma alanımız Ankara-Polatlı ilçesinde 2019 Haziran-Temmuz aylarında Sarıoba, Yeniköseler ve Oğuzlar köylerinde 251 mevsimlik tarım işçisine ulaşarak 40 soru hazırlanarak; birinci bölümde sosyodemografik özelliklere yönelik sorular, ikinci bölümde ise çalışma koşullarına yönelik sorular sorulmuştur.
Fiber optik altyapı çalışmalarında iş sağlığı ve güvenliği
Yapı sektörü birçok kişinin istihdam edilebildiği bir sektördür. Ülkeye birden fazla açıdan fazlasıyla değer katan bu sektörde iş sağlığı ve güvenliği çalışmaları da büyük önem arz etmektedir. Avrupa ülkeleri iş sağlığı ve güvenliği alanında Türkiye'ye nazaran çok daha ileri seviyedelerdir. Tez çalışmasında, fiber optiğin tarihi ve çeşitleri hakkında bilgi verilerek altyapı çalışmalarının nasıl gerçekleştiği anlatılmıştır. Fiber optik altyapı çalışmalarında kullanılan iş makineleri, yapılan işle ilgili verilmesi gereken eğitimler, iş kazalarına sebep olabilecek özel ve genel koşullar ile iş sağlığı ve güvenliği önemi araştırılmakta ve buna istinaden bazı Avrupa ülkeleri ile Türkiye arasında iş sağlığı ve güvenliği tutumu konusunda karşılaştırmalar yapılmaktadır. Anahtar kelimeler: iş sağlığı ve güvenliği, fiber optik, altyapı çalışmaları, iş güvenliği yapısı, iş sağlığı ve güvenliğinde yetkili kurumlar