Theses supervised by Prof. Dr. Enver Atik
11 theses · Manisa Celal Bayar University
Miilux protection 600 zırh çeliğinin metal inert gaz kaynağı (MIG) ile birleştirilerek kaynak bölgesinin incelenmesi
Miilux Protection 600 zırh çeliğine ER 110 SG ve ER 307Si kaynak teli ile kaynaklı birleştirme, kaynaklı birleştirmeye ilave olarak gerilim giderme tavlaması ve ıslah etme ısıl işlem proseslerinin uygulanmasının mekanik özelliklere olan etkilerinin tespit edilmesi ve elde edilen verilerin karşılaştırmalı olarak analiz edilmesi bu çalışmanın ana hedefini oluşturmaktadır. Bu çalışmada, Miilux Protection 600 zırh çeliği, ER 110 SG ve ER 307Si olmak üzere iki farklı kaynak teli ile gaz altı MIG kaynaklı birleştirme işlemine tâbi tutulmuştur. İki farklı kaynak teli ile kaynaklanarak elde edilen numunelerin bir kısmına gerilim giderme tavlaması, bir kısmına da ıslah işlemi uygulanarak test numuneleri hazırlanmıştır. Tahribatsız muayene testleri olarak sıvı penetrant ve ultrasonik test, tahribatlı muayene testleri olarak da sertlik, çekme testi, çentik darbe testi ve mikroyapı inceleme yapılmıştır. Zırh çeliğinin kaynakla birleştirme işleminde kullanılan ER 110 SG ve ER 307Si kaynak tellerinin %C oranının düşük olmasından dolayı kaynak sonrası uygulanan ısıl işlem ile sertlik artışı söz konusu olmamaktadır. Karbon miktarının yeterli olmadığı durumlarda ısıl işlem uygulamasında sertlik artışı sağlayan martenzit mikroyapı dönüşümü elde edilememiş, bu nedenle düşük karbonlu kaynak metalleri için gerilim giderme ve ıslah etme ısıl işlem proseslerinin, mekanik özellikleri arttırmadığı belirlenmiştir.
Doğal lif katkılı kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmanın amacı, cam elyaf takviyeli epoksi matrisli kompozit malzemelere jüt, keten ve pamuk doğal lifleri eklenerek bu kompozit malzemelerde mekanik özelliklerinin değişimini incelemektir. Bu amaçla jüt, keten, pamuk ve cam elyaf kumaşları kullanılarak 9 kat olacak şekilde farklı oranlarda ve sıralamalarda 4 çeşit kompozit plaka üretilmiştir. Ayrıca kat sayıları farklı olacak şekilde sadece cam elyaf kullanılarak 3 çeşit kompozit malzeme üretilmiştir. Bu kompozit plakaların üretimi için vakum infüzyon yöntemi kullanılmıştır. Üretilen kompozit plakaların mekanik özelliklerini belirlemek için numunelere çekme ve darbe testleri yapılmıştır. Çekme testleri sonucunda numunelere ait gerilme - birim uzama grafikleri oluşturulmuş, kopma gerilmesi ve maksimum uzama değerleri ve darbe testleri sonucunda kuvvet - çökme ve enerji - zaman grafikleri elde edilmiştir. Sonuç olarak 9 katlı farklı doğal lifler ve cam elyaf kullanılarak üretilen plakaların 2, 3 ve 4 katlı sadece cam elyaf takviye edilerek üretilen plakalardan daha düşük mukavemetli olduğu görülmüştür. Bu durum doğal liflerin, cam elyafın epoksi reçineye yapışmasını engellediği düşünülmektedir. Diğer bir sonuç ise; yapılan darbe testlerinde enerji seviyelerinin arttığı görülmüştür. Absorbe edilen enerjiler karşılaştırıldığında; 9 katlı farklı doğal lifler ve cam elyaf kullanılarak üretilen plakaların 2, 3 ve 4 katlı sadece cam elyaf takviye edilerek üretilen plakalardan daha fazla enerji absorbe ettiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Doğal lif, pamuk, jüt, keten, cam elyaf, kompozit malzeme, mekanik özellikler
Design and manufacturing of trauma test device
The Trauma Test Device, which is designed and manufactured, is an alternative to trauma measurement methods and a new method that can simulate trauma impacts is aimed. With The Trauma Test Device, the magnitude of the trauma force, the duration of impact of the force, the number of pulses can be adjusted and the impact ends can be inserted differently. In addition, the device can be effected with a trauma to the desired position. In The Trauma Test Device, the linear motion mechanism in the Z axis and the loadcell were used to measure the severity of the trauma. In addition to this, the interface of the software can be used to enter variable parameters and data can be saved. With the developed Trauma Test Device, one and more impulses were applied to the test with 4 different trauma tips, and the pulse traces were created in dough and extruded polystyrene samples at 50 g, 250 g and 500 g loads, and trauma depth measurements were made by stereo microscope. With the designed and manufactured Trauma Test Device, the pulses that will create traumas in living tissues can be simulated close to the reality and the tests can be performed with high reliability.
İndüksiyon uygulamasının difüzyona etkisinin incelenmesi
Yüksek lisans tezi kapsamında, geleneksel ısıtma yönteminin (fırın) yanında indüksiyonla ısıtma yapılarak difüzyon olayı aktive edilmiş ve bu sayede indüksiyon uygulamasının difüzyona olan etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla bakır çubuklar nikelle kaplanarak çalışmalar gerçekleştirilmiş olup, bu çalışmalarda belirlenen parametreler ışığında deneyler 700°C'de 30 dk., 60 dk., ve 90 dk. sürelerde hem direnç fırınında hem de indüksiyon işlemiyle bakır-nikel difüzyonu gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen difüzyon deneyleri sonucunda fırında ısıtmaya göre indüksiyon akımlarının bakır-nikel difüzyonu miktarında artışa neden olduğu belirlenmiştir.
Kardan mili ömür tayini için matematiksel model geliştirilmesi vedeneysel olarak doğrulanması
Motorlu taşıtlarda, motorda üretilen gücün diferansiyele iletilmesini sağlayan kardan milleri güç aktarma sistemindeki önemli elemanlardan biridir. Kardan milleri dönme hareketi ve güç iletimi sırasında, iletim gerçekleştirdiği elemanlar arasında yol koşullarına bağlı olarak ortaya çıkan açısal ve eksenel mesafe farklılıklarını kompanze etmektedir. Açı kompansazyonu üniversal mafsallar ile sağlanırken, eksenel kompanzasyon kayıcı takım adı verilen birbiri ile eş çalışan spline profiline sahip bir grup parça tarafından yerine getirilir. Müşteri isterlerini yerine getirecek şekilde tasarlanan kardan milleri ilk olarak bilgisayar ortamında sonlu elemanlar analizi ile doğrulanır; dondurulan tasarımlara ait üretilen prototipler laboratuvar ve sonrasında araç testlerine alınarak uygunluğu açısından değerlendirilir. Laboratuvar testleri kardan milleri için özel geliştirilmiş test cihazları üzerinde gerçekleştirilir. Testlerdeki girdiler ve başarı kriteri araç üreticileri (OEM) tarafından belirlenmektedir. Bu testleri gerçekleştirmek uzun süreler gerektirmekte ve bu durumda doğrulama sürecinin maliyeti de yüksek çıkmaktadır. Buradan yola çıkılarak ortaya konulan bu çalışmada, kardan mili emniyetli çevrim sayısını belirlemek üzere yapılan testlerle doğrulanan iki farklı yeni matematiksel model geliştirilmiştir. Yeni geliştirilmiş olan bu iki matematiksel model atfen kısaltma kullanılarak Sen-Atik-I ve Sen-Atik-II olarak adlandırılmıştır. Burada, I ve II rakamları modelin birinci veya ikinci model olduğunu ifade etmektedir. Geliştirilen yeni modeller ile hesaplanan emniyetli çevrim süreleri laboratuvar test sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonrasında, yeni geliştirilen modellerden Sen-Atik-II'nin, test sonuçlarına en kötü durumda %4,84 fark ile yaklaştığı tespit edilmiştir. Böylece elde edilen bu yakınsama ile yeni geliştirilen model Sen-Atik-II'nin laboratuvar testleri yerine kullanılabileceği tespit edilmiştir.
Omurga implantları için elektronik kontrollü ve geri bildirimli yorulma cihazı tasarımı ve imalatı
Günlük aktiviteler esnasında insan omurgasında sürekli olarak dinamik yüklemeler gerçekleşmektedir. Bu durum implantasyon yapılmış hastalar için de geçerlidir ve kullanılan implantların bu yükler altındaki davranışının incelenmesi oldukça yeni ve ilgi çekici bir çalışma alanıdır. Tasarlanan ve imal edilen Elektronik Kontrollü ve Geri Bildirimli Omurga İmplantları İçin Yorulma Test Cihazı ile implantasyonu gerçekleştirilmiş hastaların vücudunda 2 yıl ve daha fazla sürelerde bulunabilecek olan omurga implantlarının dinamik yükler altındaki davranışının incelenmesi amaçlanmıştır. Yorulma test cihazının tasarımında ASTM F1717 standardı temel alınmıştır. Yorulma test cihazı ile uygulanacak olan kuvvetin büyüklüğü ve hızı değiştirilebilmekte ve tüm bilgiler sürekli olarak text formatında kaydedilmektedir. Cihazın yükleme ekseni ile numunelerin bağlantı ekseni arasında mesafe olduğundan cihaz basmalı eğilme testi gerçekleştirmektedir. Pnömatik aktüatörler genellikle beklenen kuvvetten sapma gerçekleştirdiği için uygulanan kuvvet bir yük hücresi ile sürekli olarak kontrol edilmektedir ve alınan verilere göre oransal regülatör ile basınç anlık olarak değiştirilerek kendi içerisinde kuvvet kontrolü devamlı olarak sağlanabilmektedir. Yorulma test cihazında dinamik yüklemeyi gerçekleştirmek için bir pnömatik piston ve diğer pnömatik tertibatı kullanır. Geliştirilen yorulma test cihazı omurga implantlarının dinamik yükleme testlerini 1 Hz ile 5 Hz aralığında, 50-250 N kuvvetler arasında gerçekleştirilebilmektedir. Düzenli olarak kalibre edilen yük hücresinden okunan verilere göre normal dağılıma uygundur ve testler yüksek güvenirlik değerlerinde gerçekleştirilirmiştir.
Seramik takviyeli termoplastik matrisli kompozitten üretilen farklı snap-fit tırnak tasarımlarının, nümerik analizi ve deneysel (mekanik ve mikroyapı) olarak incelenmesi
Termoplastik çentikli tırnak yapıları montaj kolaylığı ve maliyet nedeni ile son yıllarda beyaz eşya ve otomotiv sektörlerinde öne çıkan konulardan birisidir. Bu yapılardaki en temel problem, montaj ve demontaj esnasındaki deformasyonu ve mekanik özellikleri olmaktadır. Bu çalışmada esneyerek kilitlenebilen termoplastik tırnakların deformasyonunun azaltılabilmesi için tırnak yapılarının farklı tasarımı, üretim yöntemleri ve malzemeleri incelenerek mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Çentikli esneyerek kilitlenebilen tırnakların eğme kuvveti altındaki deformasyon etkisi, birçok farklı parametredeki tasarımlar ışığında sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmiş ve eğme testi ile korelasyonları sağlanarak formülizasyonuna çalışılmıştır. Endüstride en çok tercih edilen Polipropilen, HİPS, Polyar gibi termoplastik malzemelerin literatür ışığında enjeksiyon kalıpçılığındaki üretim parametreleri (basınç, sıcaklık, bekleme süresi gibi) değişikliğinin mukavemete etkileri incelenmiştir. HİPS ve Polipropilen malzemelere, literatürde yüzey sertliğini arttırdığı belirtilen sodyum pentaborat, maliyet azaltma için kullanılan kalsit ve aktif karbon katkıları (takviyeleri) ile yeni numuneler oluşturulmuştur. Katkıların iç yapıda oluşturdukları etkiler çekme testleri ile incelenmiştir. Bu malzemelerin arasından Sodyum Pentaborat ve Anhidrat formunun Polipropilen Homo Polimerde FTIR ve SEM analizleri ile içyapıdaki etkileri gözlenmiştir. Polipropilen malzemeye Sodyum Pentaboratın %1 eklenmesiyle akma gerilmesinde %4 artış elde edilmiştir. Sodyum Pentaboratın, PP iç yapısında zincirler arasına yerleşerek akma gerilmesini arttırdığı düşünülmüş, hidrojen ile kurduğu zayıf bağlar SEM analizlerinde görüntülenerek, çekme testleriyle doğrulanmıştır. Sodyum Pentaborat Pentahidrat ve Anhidrat eklenmesiyle ise 200 kPa basınç ve 100°C kalıp sıcaklığında topaklanma oluştuğu için içyapıyı bozarak mukavemeti düşürdüğü belirlenmiştir.
Toz metal parçaların indüksiyonla sinterleme prosesinin deneysel ve teorik olarak modellenmesi
Bu tez çalışmasında, demir esaslı toz metal parçaların indüksiyonla sinterleme işlemi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında %3 Cu, % 0,5 Grafit ve yağlayıcı olarak %0,8 Kenolube içeren Högenas ASC 100.29 demir tozu kullanılmıştır. Ön ısıtma, sinterleme süresi, konveyör bant hızı ve kademeli soğumanın, indüksiyonla sinterlemeye etkileri ve bu sinterleme parametrelerinin numunelerin mekanik özelliklerine etkileri deneysel ve nümerik olarak araştırılmıştır. Toz metal malzemelerin iç yapılarındaki gözenekliliğe bağlı mikro-mekanik özelliklerinin deneysel olarak saptanması oldukça güçtür. Bu özellikleri araştırmak amacıyla numunelerin SEM BEC modundaki iç yapı fotoğrafları görüntü işleme yöntemi kullanılarak gerçek mikro yapı görüntülerinin nümerik analizleri yapılmıştır. Toz metallerin sinterleme parametrelerinin değişimi mikro yapıyı ve dolayısıyla mekanik ve mikro mekanik özelliklerini oldukça etkilediği görülmüştür. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, endüstriyel toz metal parçalarda, indüksiyonla sinterlemede kontrollü iç yapı oluşumu sağlanarak üstün mekanik ve fiziksel özelliklerin elde edilebileceği görülmüştür. İndüksiyonla sinterlemede malzemeler üzerindeki ısı kontrolü oldukça güçtür. Çalışmada, indüksiyonla ayarlanabilir düşük-orta (2,5-5 kHz) frekansta ön ısıtma işlemi denenmiştir. Bununla birlikte, indüksiyonla ısıtma işlemi nümerik olarak modellenerek numuneler içerisinde oluşan ısı dağılım grafikleri çıkarılarak, deneysel verilerle aktarılmış en doğru sonuçlar elde edilmeye çalışılmıştır. İndüksiyonla sinterlenen numunelere; 10 Amper akım değerinde, düşük frekansta (2,5 kHz), 600 °C derecede, 5 Kw gücünde ön ısıtma ve 17.5 Amper akım değerinde orta frekansta (45 kHz) 1120 °C derecede, 12 Kw gücünde, Argon gazı atmosferinde sinterleme işlemi uygulanarak numuneler üzerindeki ısıl şok engellenmiş ve üstün fiziksel ve mekanik özellikler sağlanmıştır. İndüksiyonla sinterlemede geliştirilen PLC kontrollü konveyör bant ile optimum ısınma şartları gerçekleştirilmiştir. Hızı kontrol edilebilen konveyör bant ile seri üretime uygun bir sistem tasarlanmıştır. indüksiyonla sinterleme ile 10x10x55 mm boyutlarındaki numuneye göre en uygun sinterleme konveyör hızı saptanmıştır. Deneysel ve nümerik sonuçlara göre en uygun sinterleme parametreleri elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Toz Metalurjisi, İndüksiyon ile Sinterleme, Görüntü İşleme Analizi
Şeffaf plastik mix lavabo bataryası tasarımı ve analizi
Projede şeffaf, plastik, temizlenebilir, hijyenik, az maliyetli ve çevre dostu bir lavabo bataryasının yapımını anlatmaktadır. Öncelikle, termoplastik malzemeler hakkında bilgiler verilecek ve armatürler anlatılacaktır. Bunun ardından Dizayn girdileri ve tasarım Nx Uni graphics 7.5 programı ile oluşturulacaktır. Sonra ortaya çıkan model üzerinde plastik enjeksiyon kalıpçılığına uygun olarak kullanılabilecek 4 tip şeffaf plastik malzeme belirlenmiştir. Ardından her bir malzeme için Ansysy workbench 14.5 programında mekanik ve akış analizleri yapılmıştır. Sonuç olarak, şeffaf plastik mix batarya için optimum malzeme, fiyat ve mukavemet açısında seçim yapılmıştır. Buna göre Polikarbonat malzeme ile yapılması, mukavemet açısından, plastik salınımı açısından ve standartlara uygunluk açısından daha uygun olduğu görülmüştür.
Toz metal parçaların orta ve düşük frekanslı indüksiyon ile sinterlenmesinde sinterleme parametrelerinin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Toz Metalurjisi ile parça üretiminin en önemli işlem basamaklarından biri sinterlemedir. Sinterleme, sıkıştırma işlemi gerçekleştirilmiş metal tozlarına, kullanım alanlarında parçalardan istenen mekanik dayanımlarının kazandırıldığı, önemli derecede enerji ve zaman tüketiminin olduğu ısıl işlemdir. Son yıllarda, üretim proseslerinde zaman ve enerjinin, dolayısı ile maliyetlerin azaltılması önemli bir amaç haline gelmiştir. Bu amaca uygun olarak geleneksel sinterleme yöntemine alternatif yöntemler araştırılmakta ve uygulanmaktadır. Tez kapsamında, daha az süre ve daha az enerji tüketiminin gerçekleştiği indüksiyon ile sinterleme yöntemi araştırılmıştır. Sinterleme prosesine getirdiği avantaj ve dezavantajlar detaylı şekilde incelenerek yöntemin geleneksel sinterleme yöntemine ikame edilebilirliği incelenmiştir. Çalışma kapsamında toz metal numunelerin üretiminde, saf demir tozu; %0,5 grafit içeren demir tozu ve % 3 Cu, % 0,5 Grafit içeren demir tozu kullanılmıştır. Tez çalışması süresince sinterleme parametrelerinden sinterleme yönteminin, süresinin, sinterleme sıcaklığının ve ön sinterleme uygulanmasının numunelerin mekanik özellik ve mikro yapılarına etkileri incelenmiştir. İndüksiyon ile sinterlemenin etkilerinin anlaşılması amacı ile numuneler geleneksel olarak sinterlenerek, üretilen numunelerin mekanik özellikleri ve mikro yapıları karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, aynı sinterleme sıcaklığı ve süresinde İndüksiyon ile sinterleme yöntemi ile geleneksel sinterlemeye göre daha iyi mekanik özellik değerlerinin elde edilebileceği görülmüştür. Çalışma kapsamında öncelikle mekanik deneylere uygun deney numuneleri, farklı bileşimlerde toz ve farklı sinterleme parametreleri uygulanarak geleneksel ve indüksiyon ile sinterleme yöntemleri ile üretilmiştir. Çalışmanın diğer kısımlarında ise farklı şekil ve boyutlardaki preslenmiş toz metal parçaların indüksiyon ile sinterleme yöntemiyle sinterlenmesi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.
Çift modüllü tribotest cihazı tasarımı, üretimi ve testlerinin gerçekleştirilmesi
Çift modüllü tribotest cihazının tasarlanması, üretimi ve testlerinin gerçekleşti-rilmesi amaçlanmıştır. Pim disk (pin-on-disk) ve gidip gelme (reciproceter) olarak iki modül şeklinde tasarlanan tribotest cihazları üzerinde, tribolojik koşullar test edilebilmekte ve sonuç-lar ölçülebilmektedir. Tribolojik testlerde karşı sürtünme elemanı çelik rulman bilyesi ve temel sür-tünme elemanı olarak A16013 T6 ısıl işlem görmüş alüminyum alaşımı kullanılarak aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Sürtünme katsayısı malzeme çifti özelliği olduğu için çelik bilye- alüminyum alaşımı sürtünme çiftinde yükleme, sürtünme hızı gibi parametreler değişse bile belirli bir süreden sonra çiftin sürtünme katsayısının eşit olduğu belirlenmiştir.