Theses supervised by Prof. Dr. Hüseyin Bayrakçeken
10 theses · Afyon Kocatepe University
Otomotiv taşıyıcı parçalarında kullanılan elyaf takviyeli keten kompozitlerin birleştirme yöntemlerinin araştırılması
Otomotiv sektöründe artan konfor isterleri, mühendisleri yeni arayışlara sürüklemiş; taşıtlarda maliyet düşürme ve ağırlık azaltma gibi çalışmalar, kompozit malzemelerin taşıtlarda kullanımının artmasına yol açmıştır. Kompozit malzemeler hafifliklerinin yanı sıra dayanıklılıkları ve görsel hitabetleri ile de öne çıkmasından dolayı taşıtlarda; dış trim, taşıyıcı gövde, direkler ve kapı panelleri gibi bölgelerde yoğun olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışma kapsamında, keten fiber destekli kompozit numuneler vakum torbalama yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen numuneler gerekli hizalamalar yapıldıktan sonra plakalar üretilmiş ve ASTM5868 standardının belirlemiş olduğu ölçülere uygun olacak şekilde kesilerek birleşimleri de yine bu norma uygun şekilde yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre; mekanik birleştirme türü olan pop perçin ve ezme perçin metodunun çekme mukavemetleri 97,4 ve 96,9 MPa olarak hesaplanmıştır. Üçüncü birleştirme metodu olan yapıştırıcı ile birleştirme prosesinin çekme dayanımı ise 2,78 MPa olarak hesaplanmıştır.
Ticari araçlarda kullanılan ABS performansının incelenmesi
ABS araçlarda frenleme esnasında tekerleklerin kilitlenmesini önleyen ve araçlarda yaygın olarak kullanılan sistemdir. Araçların trafiğe çıkabilmesi için bazı mevzuat ve regülasyonlar ile homologasyon süreçlerinin tamamlanması gerekmektedir. Homologasyon süreçlerinde araçların fren uygunlukları BM AEK R13 regülasyonuna göre, ABS fren performansları ise ilgili regülasyonun Ek 13'üne göre belirlenebilmektedir. ABS'li araçlarda fren modülatörlerindeki farklılıklar, araç tipi, araç cinsi, araç kütlesi, araç yakıt cinsi, lastik ölçüleri gibi farklılıkların fren performansına etkisi ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, ticari araçlarda kullanılan ABS performansları incelenmiştir.
Iteratif diferansiyel quadrature metodu ile bazı mühendislik problemlerinin çözülmesi
Diferansiyel Quadrature Metodu (DQM) ilk defa Bellman vd. (1971) tarafından geliştirilmiştir. Shu ve Richards (1990) DQM'i genelleştiren bir algoritma oluşturarak Genelleştirilmiş DQM'i (GDQM) ortaya koymuştur. Bu tez çalışmasında GDQM Newton-Rapshon İterasyon Metodu ile birlikte kullanılarak çeşitli mühendislik problemlerinin çözümü gerçekleştirilmiştir. İteratif DQM (I-DQM) olarak isimlendirilen bu algoritma sayeside klasik DQM yaklaşımından farklı olarak aynı noktada çoklu sınır şartı için çözüm doğrudan şartın olduğu noktada başka herhangi bir ek prosedüre gerek kalmadan uygulanabilmiştir. Lineer ve Lineer Olmayan Adi Diferansiyel Denklemlerin (ADD) çözümlerinde I-DQM kullanılarak sayısal simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar geliştirilen çözüm algoritmasının ADD problemleri için oldukça başarılı olduğunu göstermiştir. Mekanik alanında çözülmesi zor ve önemli olan Kirişlerin Büyük Sehim Problemi lineer olmayan bir ADD kullanılarak tanımlanmaktadır. Yöntemin hassasiyetini daha güvenilir bir şekilde test etmek amacıyla Büyük Sehim Problemi I-DQM algoritması ile çözülmüştür. I-DQM'in hassasiyetini karşılaştırmak amacıyla aynı problem Birleşim Metodu (BM) kullanılarak ayrıca ele alınmıştır. Sayısal sonuçlar önceki çalışmalarla ve BM ile karşılaştırıldığında I-DQM kullanılarak Büyük Sehim Probleminin kolaylıkla yüksek hassasiyetle çözülebildiği görülmüştür. Mühendislik problemlerinin tanımlanmasında yaygın olarak lineer olmayan Kısmi Diferansiyel Denklemler (KDD) kullanılmaktadır. Bu nedenle I-DQM kullanılarak lineer ve lineer olmayan çeşitli KDD problemlerinin çözümleri sağlanmıştır. Sonuçlar incelendiğinde klasik DQM'e göre daha kolay bir yaklaşımla yüksek hassasiyetle çözümlerin elde edildiği görülmüştür. Yöntemin hassasiyetinin incelenmesi amacıyla literatürde metot testlerinde yaygın olarak kullanılan Burgers Denklemi I-DQM ile çözülmüştür. Yapılan ilk sayısal analizlerde Newton-Raphson İterasyon'un başlangıç tahminleri klasik yaklaşımla rastgele seçilmiştir. Bilindiği gibi iteratif yöntemlerde başlangıç tahmini değeri sonuca yakınsama hızı ve hassasiyetinde oldukça önemlidir. Bu bilgiden yola çıkılarak ele alınan problemin sınır şartları kullanılıp bir eğri uydurma yapılmış ve başlangıç tahmini olarak bu eğri fonksiyonu dikkate alınmıştır. Geliştirilen bu yeni yaklaşıma I-DQM için Eğri Uydurma Başlangıç Tahmini (EUBT) adı verilmiştir. EUBT kullanılarak gerçekleştirilen Burgers Denklemi çözümlerinde dt=0,01 adımla hızıyla 7 iterasyonda yeterli hassasiyette sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar Burgers Denkleminin literatürdeki diğer çözümleriyle karşılaştırılmıştır. EUBT kullanılarak yapılan I-DQM analizinde literatürde ilk defa bir DQM algoritmasıyla dt=0,01 adımlama hızında Burgers Denkleminin yeterli hassasiyette çözülebildiği görülmüştür. Bunlara ek olarak GDQM yaklaşımının aynı noktaya çoklu sınır şartı girilmesi gereken problemlerdeki hassasiyetini daha iyi değerlendirmek amacıyla lineer kiriş titreşim problemi farklı sınır şartları için ele alınmıştır. Elde edilen sonuçların karşılaştırılması için aynı problem Rayleigh-Ritz Metodu kullanılarak ayrıca çözülmüştür. Her iki yöntemin sonuçları literatürdeki diğer çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve DQM'in oldukça yüksek bir hassasiyette çözüm sağladığı görülmüştür.
Taşıtlarda kullanılan polimer matrisli kompozit yan darbe kirişlerinin tasarımı ve analizleri
Dünya' da son zamanlarda otomotiv sektöründeki gelişmeler, taşıt sayısındaki artış ile çevresel problemlerin yanı sıra güvenlik de ön plana çıkmıştır. Günümüzde otomotiv endüstrisi yüksek güvenlik seviyelerine sahip, az yakıt tüketen otomobillerin geliştirilmesine ve düşük maliyetli üretim yöntemleri üzerine odaklanmaktadır. Bunun gerçekleştirilmesi için uygun tasarımların, daha hafif ve yüksek darbeleri sönümleme imkânı verecek malzemelerin kullanımı ile sağlanabilecektir. Taşıtta ağırlık azalımı her bölgede olduğu gibi şasi ve kaporta alanında da olmaktadır. Yapılan çalışma ile otomobillerde yan darbe kirişlerde bir taraftan ağırlık azalımı ve yakıt tüketiminde düşme sağlanacak diğer taraftan da özellikle yan darbelere dayanıklı güvenli yapı oluşturulmuştur. Şimdiye kadar yapılan çalışmalar incelendiğinde genellikle metal kirişler daha ekonomik olduğu için tercih edilip kullanılmaktadır. Kompozitler çelik malzemeye göre çok daha hafif ve dayanıklı yapıya sahip olmasından dolayı son yıllarda kompozit malzeme kullanımı daha çok ön plana çıkmaktadır. Böylelikle kompozit malzemeler teknolojinin gelişmesi ile birlikte otomotiv sanayinde daha etkin kullanılmaya başlamıştır. Çalışmada, bal petek sandviç yapılı kompozit kullanarak, uygun kiriş malzeme seçimi, numune malzemeler üretilmesi ve prototip yan darbe kiriş profil üretilmesi yapılmıştır. Bal petek sandviç yapıların üst yüzeyin de karbon fiber takviyeli epoksi malzeme, çekirdek malzeme olarak da Alüminyum ve Nomex bal peteği kullanılmıştır. Üretilen test numunelerine üç nokta eğme, çekme ve darbe testi uygulanmıştır. Farklı malzeme oryantasyonları kullanılarak kirişin dayanım, darbe, ağırlık vb. parametreleri deneysel olarak incelenmiştir. C ve O olmak üzere iki farklı profil üzerinde çalışma yapılarak karbon fiber takviyeli polimer kompozit malzemeden yan darbe kirişi üretilmesi yapılmıştır. Üretimi yapılan C profil Alimünyum ve Nomex bal petek çekirdek yapılı ve O profil karbon fiber yan darbe kirişlere 2500 mm, 2750 mm ve 3000 mm yüksekliklerden serbest ağırlık düşürme metodu ile testler yapılmıştır. Böylelikle otomobillerde yan kirişlere gelen darbeleri engellemek üzere kullanılan kirişlerin optimal tasarımı gerçekleştirilebilecektir. Bir tarafdan alternatif kompozit malzemeler (karbon-elyaf takviyeli epoksi, polietilen) kullanılarak otomobillerde ağırlık azalımı ve yakıt tüketiminde düşme sağlanarak diğer taraftan ise özellikle yan kirişlerin darbelere karşı dayanıklılığı artırarak güvenli yapı oluşturulacaktır.
4x4 taktik tekerlekli hafif muharebe aracı tasarımı ve analizleri
Son Yıllarda yerli imkanların ön plana çıkarıldığı savunma sanayi projeleri önem kazanmaktadır. Bu bağlamda 4x4 taktik tekerlekli zırhlı araçların tasarımları incelenmiş ve el yapımı patlayıcılara karşı yüksek koruma ve hareket kabiliyetine sahip 4x4 taktik tekerlekli zırhlı araç tasarımı yapılmıştır. Bu çalışmada 4x4 taktik tekerlekli zırhlı aracın üç boyutlu tasarım programları olan CATIA ve Solidworks kullanılarak aracın; gövde, güç grubu, şasi, soğutma sistemi, fren sistemi, direksiyon sistemi ve yapısal sistemlerinin tasarımları yapılmıştır. Yapılan gövde ve şasi tasarımlarına ait dayanım analizleri Ansys programı kullanılarak yapılmıştır. Son bölümde seçimi yapılmış güç grubu ve aktarma organlarının matematiksel hesaplarının doğruluğu iscaan hesabı ile doğrulanmış ve grafiksel gösterimleri yapılmıştır. Şasi ve gövde tasarımında kritik görülen parçalara statik ve dinamik analizler yapılarak parça dayanımları incelenmiştir.
Huntit katkılı kompozit fren balatası üretimi ve tribolojik özelliklerinin deneysel araştırılması
Araçlarda, fren sistemleri aracı durdurmak, yavaşlatmak veya duran aracı yerine sabitlemek amacı ile kullanılmaktadır. Fren balatası ile disk veya kampana arasında meydana gelen sürtünme etkisiyle aracın kinetik enerjisi, ısı enerjisine dönüştürülür. Fren balatalarından artan sıcaklık değerlerinde, değişik çalışma şartlarında yeterli bir sürtünme katsayısı ve aşınma oranı istenilmektedir. Bu özelliklere uygun performans sergilemesi için fren balataları farklı katkı maddeleri kullanılarak üretilmektedir. Tez çalışması kapsamında ülkemizde madeni bulunan huntit minerali katkılı, sekiz farklı karışım oranında otomobiller için kompozit fren balatası numuneleri üretimi yapılmıştır. Üretim sürecinde numuneleri oluşturan maddeler kinetik tip karıştırıcıda karıştırılmış, sıcak kalıplama yöntemi ile preslenmiş son işlem olarak kürleme işlemi ile deneylere hazır hale getirilmiştir. Numunelerin yoğunluk, sürtünme katsayısı, aşınma oranı, sürtünme katsayısı deneyi öncesi ve sonrası olmak üzere disk pürüzlülüğü, basma mukavemeti, iç kesme mukavemeti, sertlik ölçümleri ile TG-DSC kütle kaybı deneyleri yapılmıştır. Sürtünme katsayısı deneyinden sonra fren balatası numunelerinin mikroskobik analizleri taramalı elektron mikroskobu, yüzey pürüzlülükleri ise üç boyutlu profilometre ile ölçülmüştür. Yapılan ölçüm ve deneyler sonucunda sürtünme katsayısı HNT35 numunesinde en fazla 0.46, aşınma oranı HNT40 numunesinde en az 0.637X10-7 cm3/Nm, kararlılık değeri ise en fazla 83.071 olarak HNT30 numunesinde elde edilmiştir. İç kesme mukavemeti, basma mukavemeti, sertlik, kütle kaybı analizinde tüm numuneler için literatürde yapılan çalışmalara benzer değerler elde edilmiştir. Numuneler için yapılan mikroskobik SEM ve profilometre incelemelerinde temas yüzeylerinde abrasif aşınma izleri, termal çatlaklar, çukurluklar ve adhezif aşınma görüntüleri tespit edilmiştir. Sonuç olarak, otomobiller için üretilen huntit minerali esaslı kompozit fren balatalarının fren balatası standartlarına ve literatürde yapılan çalışmalara benzer performans sergilediği belirlenmiştir.
Farklı yol şartları altında taşıtın durma mesafesinin deneysel olarak incelenmesi
Araçların durma mesafesi trafikte can, mal kayıplarına ve trafik güvenliğine etki eden başlıca parametrelerden biridir. Durma mesafesi; fren sistemi, yol şartları, reaksiyon süresi gibi değişkenler başta olmak üzere birçok farklı parametreden oluşmaktadır ve farklı değerler alabilmektedir. Fren sistemi, araçların güvenlik sistemleri içerisinde hayati bir öneme sahiptir. Fren sisteminin üç temel işlevinden bir tanesi olan aracı durdurma birçok değişkenden etkilenmektedir. Yoldaki engebeler ve çukurlar, aracın lastik basıncı vb. parametreler aracın durma mesafesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Yapılan bu çalışmada farklı şartlar altındaki çukur, tümsek ve engebeli yolları simüle ederek taşıtın durma mesafesindeki farklıklar deneysel olarak ortaya konulmaya çalışılmıştır. Araştırma, taşıt güvenliğindeki mevcut durumları belirlemek, taşıtlarda sürüş kolaylığı, durma mesafelerinin iyileştirilmesi, can ve mal güvenliği gibi önemli birçok konudaki gelişmelere katkı sağlanması açısından önem taşımaktadır. Araştırma deneysel bir çalışmadır. Deneysel çalışmaların verileri yarım taşıt test cihazı ile belirlenmiştir. Bu verilerden yola çıkarak aracın durma mesafesinin farklı şartlara göre nasıl değiştiği incelenmiştir. Araştırma sonucunda düşük hızda yüksek engebenin fren mesafesini azalttığı görülmüştür.
Otomotiv sektöründe muayene ve kontrol uygulamaları yapılabilirlik analizi
ÖZET Yüksek Lisans Tezi OTOMOTİV SEKTÖRÜNDE MUAYENE VE KONTROL UYGULAMALARI İÇİN YAPILABİLİRLİK ANALİZİ Bekir Sıddık KÖYLÜ Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Otomotiv Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Hüseyin BAYRAKÇEKEN Trafik kazaları bir halk sağlığı sorunu olarak tanımlanmaktadır. Dünya Sağlık Örgütü'nün verilerine göre, tüm Dünyada, her yıl ortalama 1 milyon 350 bin kişi hayatını kaybetmekte, yaklaşık olarak 78 milyon insan yaralanmakta ve sosyoekonomik kayıplar yüksek mertebede gerçekleşmektedir. Daha güvenli karayolu trafiği için, trafik güvenliği konusunda yürütülen tüm hizmetlerin sürekli, etkili, kurumsal sorumlulukların bilincinde, düzenli, uyum içerisinde ve güvenli sistem yaklaşımı çerçevesinde sunulması gerektiği ifade edilmektedir. Toplumsal hayatın günümüzde hareketlilik temeline dayanmasından hareketle, karayolu ulaşımı hayatımızın merkezinde olup, günlük hayatın vazgeçilmez bir parçası olup trafik güvenliği, günümüz dünyasında insan hayatını tehdit eden küresel bir sorun haline gelmiştir. İnsanın en kıymetli hazinesi olan can güvenliğinin korunması, trafik güvenliğine ilişkin atılacak her adımda temel prensip olarak yer almaktadır. Bu araştırmada, Küresel güvenlik sorununun çözümlenmesi gerekliliklerinden birisi olarak, araç muayene ve kontrol faaliyetlerinin, imalattan sonraki süreçlerde, yapılabilirlik analizinin ortaya koyulması ele alınmıştır. Otomotiv mevzuatı, teknik veriler ve istatistiki çalışmalardan faydalanılarak; yatırım, personel ihtiyacı, sistem sürdürülebilirliği hesaplamaları ile örnek uygulamaların analizi gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizlerde ülkelerin demografik özellikleri ve teknolojik gelişim seviyeleri dikkate alınarak değerlendirmeler yapılmaktadır. Otomotiv sektöründe muayene ve kontrol faaliyetleri ile ilgili personel, bina, cihaz, yazılım, kalite yönetim sistemi uygulamalarının birlikte ve birbiri ile etkileşimleri değerlendirilerek sistem kurgulanmıştır. Tez çalışmasında, araç kontrol ve muayene sistemine ihtiyacı olan hedef ülke yani Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti (KKTC) özelinde veriler işlenerek, mevzuat ile birlikte, ülkeye özel kriterler de dikkate alınmıştır. Çalışmanın sonucunda, otomotiv sektöründe muayene ve kontrol faaliyetleri ile ilgili personel, bina, cihaz, yazılım, kalite yönetim sistemi uygulamaları, yatırım verileri ve altyapının tanımlanması ile trafik ve taşıt güvenliğinin arttırılmasına yönelik, uygulanabilir, sürdürülebilir örnek bir model ortaya koyulmuştur. 2022, xii + 118 sayfa Anahtar Kelimeler: Otomotiv Muayene, Araç Muayene, Trafik Güvenliği, Araç Kontrol
Taşıt frenlerinde sıcaklık etkisine bağlı olarak fren kuvveti değişiminin deneysel olarak incelenmesi
Taşıtlarda en önemli aktif güvenlik sistemlerinden birisi fren sistemidir. Daha güvenli ve daha emniyetli bir sürüş sağlamak için fren sistemleri üzerinde sürekli olarak iyileştirme çalışmaları yapılmaktadır. Fren sisteminde sürtünmeden kaynaklı ortaya çıkan ısınma sonucu fren kuvvetinde değişimler meydana gelmektedir. Oluşan yüksek sıcaklıklarda fren sisteminde bulunan disk, balata vb. parçaların sürtünme özelliklerinin değişmesi ve fren sisteminde bulunan parçaların özelliklerini kaybetmesi fren performansını da olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmada, taşıtlarda kullanılan fren sistemlerinde farklı hızlarda ve değişik fren basınçlarında sıcaklık etkisine bağlı olarak fren kuvveti değişimi deneysel olarak incelenmiştir. Deney sonuçlarına göre en ideal fren kuvveti değerlerinin hangi sıcaklıklar arasında olduğu tespit edilmiştir.
Bağımsız süspansiyonlu halk otobüsünde ağırlık merkezi değişiminin dönme karakteristiğine etkisinin analizi
Motorlu taşıtlardaki aktif sürüş güvenliğine verilen önemin artması sonucunda son yıllarda üzerinde araştırma yapılan en önemli konulardan birisi de fren sistemleridir. Frenleme performansı doğrusal ve yanal eğilim gibi birçok parametreye bağlı olarak değişmektedir. Frenleme anında taşıtın yük/ağırlık dağılımı; temel olarak aşırı dönerlik, az dönerlik ve tarafsız karakteristiğini belirlemektedir. Yapılan çalışmada, bağımsız süspansiyonlu otobüsün, farklı yolcu konumları, yolcu adetleri ve otobüsün üzerine konulması planlanan envanterin yer tespiti için matematiksel modeli oluşturulmuştur. Çalışmada MSC.ADAMS/Car programı kullanılarak farklı yolcu konumlanmaları ve yükleme gibi durumlarında 100 metre yarıçaplı virajdaki frenlemesi incelenmiş ve taşıtın ağırlık merkezine konumuna göre frenleme anındaki davranışı belirlenmiştir. Taşıtların virajlarda ani frenleme ile yoldan çıkmalarını önlemek için yapılacak olan dizaynlarda yolcu, koltuk konumları ve aracın üzerine ilave edilecek materyallerin konumu da göz önünde bulundurulmaktadır. Ağırlık merkezinin doğru bölgede oluşması durumunda taşıtın tarafsız dönme karakteristiğinde stabil hale geldiği belirlenmiş ve ağırlık merkezinin taşıtın ön ve orta bölümde konumlanma durumunda ani frenleme ile yoldan çıktığı görülmüştür.