32
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Çelik kiriş kolonların burkulma analizi
Bu çalışmada, eğilmeye ve eksenel basmç kuvveti etkisiyle burkulmaya çalışan Kiriş- Kolonların burkulma analizi yapılmıştır. Kiriş - Kolonların burkulma analizi için AISC, LRFD ve TS 648'de verilen gerçekleme formüllerinin teorik olarak nasıl çıkarıldığı ve şartnamelere nasıl yansıtıldığı araştırılmıştır. Ayrıca, Kiriş - Kolonların statik yükler altında elastik ve plastik dengesi de bu çalışmada incelenmiştir.
Effect of spiral angle on stress distribution in the spiral bevel gears
Gear systems are widely used to transmit power or rotary motion in high efficiency. Bevel gear systems are gears which their shafts are not parallel to each other and provide to transmit the torque and power at a desired angle. The main application of the spiral bevel gear system is in a vehicle differential.Spiral angle of the spiral bevel gear affects the stress distribution on the gear system significantly as well as vibration and noise. In this study, effect of the spiral angle on the stress and deformation that occur in teeth of different types of spiral bevel gear systems are investigated using the finite element method.First, four different gear systems are modeled in order to determine the effect of the spiral angle on the variation of the stress distribution. Then, three-dimensional contact analyses are performed by ANSYS Workbench commercial software.Stress, strain and displacement distributions occurred in the spiral bevel gears systems are examined and it is seen that the results obtained in this study are compatible with the results in the literature.
Lazer kaynaklı alüminyum alaşım bağlantıların kırılma mekaniği ve mukavemet açısından incelenmesi
Bu çalışmada, havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılan, farklı kalınlıklara sahip, lazer kaynaklı 6013 alüminyum alaşımının çatlak ucu gerilme dağılımı araştırılmış ve elastik plastik kırılma tokluğu parametreleri belirlenmiştir.Bunun için, sonlu elamanlar yazılımı kullanılarak deneylerde kullanılan 6 ve 3,2 mm kalınlığa sahip kompakt çekme (C(T)-50) numuneleri modellenmiştir. Yapılan analizler sonucunda çatlak ucu gerilme dağılımı, çatlak ucu açılma yer değiştirmesi (CTOD, delta 5) ve J-integral değerleri tespit edilerek CTOD, delta 5-delta a ve J- delta a direnç eğrileri oluşturulmuştur. CTOD, delta 5-delta a direnç eğrileri deneysel olarak elde edilen direnç eğrileriyle, J-delta a direnç eğrileri ise formülasyonlardan elde edilen J-integral direnç eğrileri ile karşılaştırılmıştır. Mukavemet uyumsuzluğunun direnç eğrilerine olan etkisi tespit edilmiştir. Plastik dönme metodu ile elde edilen delta plastik dönme değerleri belirlenerek CTOD, delta 5 değerleri ile karşılaştırılmıştır. Çatlak ucundaki maksimum gerilmenin her iki kalınlık değeri için de baz malzemede oluştuğu, sonlu elemanlar analizi ile elde edilen kırılma tokluğu parametrelerinin deneyler ve formülasyon ile elde edilen parametre değerleri ile iyi bir uygunluk gösterdiği ve CTOD ile J-integrali parametreleri kullanılarak elde edilen direnç eğrilerinin malzemenin çatlak ilerlemesine karşı gösterdiği direnci benzer biçimde karakterize edebildiği belirlenmiştir.
Sandviç kompozit plakların darbe davranışları
Bu tez çalışmasının temel amacı; E-camı/epoksi kabuklu PVC ve PET köpüğü çekirdekli sandviç kompozit malzemelerin düşük hızlı darbe test davranışlarını deneysel olarak incelemektir. Düşük hızlı darbe deneyinde kullanılacak sandviç kompozit plakalar için vakum destekli infüzyon kalıplama yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Bu plakalardan 100 mm x 100 mm şeklinde kesilen numuneler bir test düzeneği kullanılarak düşük hızlı darbe testine tabi tutulmuştur. Darbe testine tabi tutulan numuneler için kuvvet, deplasman, absorbe edilen enerji, zaman, hız gibi parametrelerin değişimi kaydedilmiş ve kendi aralarında köpüğe ve katman sayısına göre karşılaştırılmıştır. Ayrıca, absorbe edilen enerji, maksimum kuvvet, maksimum çökme ve toplam temas süresi gibi darbe parametreleri radar grafik formunda verilmiştir. Radar grafikler hem farklı köpükler hem de farklı kabuk tabaka sayıları için verilmiştir. Düşük hızlı darbe deneyi sonucu numuneler üzerinde oluşan hasar modları incelenmiş, grafiklere ait çeşitli hasarlı numune fotoğrafları sunulmuştur.
Benzer ve farklı türden alüminyum alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynağının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Alüminyum ve magnezyum alaşımları gibi hafif metaller artan bir şekilde ulaşımsanayinde kullanılmaktadır. Korozyon direnci, düşük yoğunluk ve kolay şekilverilebilirlik gibi fiziksel ve mekanik özellikler, yapısal bir malzemenin yoğun birşekilde kullanımını belirleyen en önemli faktörlerdir. Sürtünme Karıştırma Kaynağı(SKK) alüminyum alaşımları ve diğer hafif malzemelerin birleştirilmesi için önemliavantajlar sunmaktadır. Bu avantajlardan bazıları; düşük çarpılma, düşük artıkgerilmeler ve az kaynak hatalarıdır. Düşük ısı girdisi ve tanecik iyileştirmesinedeniyle sürtünme karıştırma kaynağı ısıl işlemli ve ısıl işlemsiz alüminyumalaşımlarının füzyon kaynağına göre daha iyi yorulma ve çekme mukavemeti gibimekanik özelliklere sahiptir.Bu çalışmada, Al6061 ve Al7075 ince alüminyum plakalardaki benzer ve farklıtürden sürtünme karıştırma kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerine kaynakparametrelerinin etkisi incelenmektedir. Bu parametreler pimin dönüş ve ilerlemehızı gibi temel parametrelerdir. Ayrıca, üç boyutlu nonlineer termal ve termomekaniksayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak kaynaksüresince kaynak bölgesindeki gerilme ve sıcaklık dağılımı belirlenmiştir. Hareketliısı kaynağını modellemek ve sınır koşullarını değiştirmek için APDL (ANSYSParametric Design Language) kodu geliştirilmiştir.Deneysel ve sonlu elemanlar analizleri ile elde edilen sonuçlar tablo ve grafikolarak sunulmuştur. AA6061-AA6061, AA7075-AA7075 ve AA7075- AA6061alüminyum alaşımlarının kaynaklı bağlantı performansının optimum kaynakparametrelerinin belirlenerek geliştirilebileceği sonucuna varılmıştır.Anahtar sözcükler: Alüminyum alaşımları, sürtünme karıştırma kaynağı, sonluelemanlar yöntemi.
Alt ekstremite protezlerinde farklı yükleme etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, hasarlı ayak bileği eklemlerinde kullanılan total ayak bileği protezleri incelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde ayak-ayak bileği kompleksinin anatomisi ve biyomekanik özelikleri anlatılmıştır. Daha sonra günümüzde yaygın olarak kullanılan total ayak bileği protezleri ve protezlere ait çalışma sonuçları incelenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde total ayak bileği protezlerinin ayak-ayak bileği kompleksinin davranışları üzerindeki etkileri sayısal ve deneysel yöntem olmak üzere iki ayrı şekilde incelenmiştir. Çalışmanın nümerik araştırma bölümünde, BT (Bilgisayar tomografisi) görüntüleri ile MIMICS ve SOLIDWORKS programları kullanılarak normal ve protezli ayak-ayak bileği kompleksine ait kemikler, yumuşak dokular ve protez bileşenlerine ait katı modeller hazırlanmıştır. Daha sonra bu modeller ABAQUS programına aktarılmıştır. Normal ayağa ait SEA (sonlu eleman analizi)' nde, kemikler ile kıkırdaklar arasındaki ve yumuşak doku ile zemin arasındaki etkileşimler kayan temas parçaları olarak tanımlanmışken yumuşak doku ile kemik yüzeyleri arasındaki etkileşimler yapışık temas parçaları olarak tanımlanmıştır. Buna ek olarak protezli ayak bileği için protez bileşenleri arasındaki ve protez bileşenleri ile tibia ve talus arasındaki etkileşimlerde kayan temas olarak tanımlanmıştır. Dengede duruş pozisyonu için modele ait statik analiz yapılmış ve normal ve protezli ayak bileklerine ait gerilme, gerinme ve plantar basınç dağılımları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın deneysel kısmında, hazırlanan bir bası deney düzeneği yardımıyla değişik duruş pozisyonları için kadavra bir ayağın normal ve total ayak bileği protezli durumlarına ait kuvvet deplasman değerleri incelenmiştir. Son olarak normal ve protezli ayaklar için elde edilen nümerik ve deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Microstructural characterization and mechanical property determination of overlap friction stir welding of aluminum and copper
In this study, aluminum alloy 1050 and pure copper plates have been welded as dissimilar alloy overlap joints by using Friction Stir Welding (FSW) with different welding speeds and keeping other parameters constant in order to investigate mechanical and microstructural properties and determine the optimum welding speed.First of all, general information is given about FSW like tool geometries, rotational speed, welding speed, travel angle, work angle and axial force, and joint design like butt, overlap, T, and fillets. Meanwhile, other studies have been researched about optimization of FSW process parameters, material flow, modeling, temperature distribution, microstructural evaluation distribution in nugget zone, thermomechanically affected zone and heat-affected zone, and residual stress, hardness and mechanical properties. Improved application technologies are known as variations: FSP, laser shock peening, thermal, ultrasonic, spot, orbital, advance, channeling, laser-assisted, and double, twin or multi FSW. In other chapters, the information about aluminum and copper properties, and industrial applications of FSW in marine, automotive, railway, aircraft, aerospace, pipeline, electrical, nuclear and construction are given. Advantages, disadvantages, economical maturing and expectations of FSW are discussed.The aim is to examine the effect of the welding speeds on microstructural and mechanical properties, and mechanical tests were carried out on the welded areas of the parts. Tensile shear tests of the joints utilized to obtain for determining stress distribution. The best mechanical properties joint has been obtained at the higher welding speed.
Alışılmış ve inverter tipi mıg/mag kaynak makinaları ile yapılan kaynak dikişlerinin çeşitli yönleri ile karşılaştırılması
Bu tez çalışmasında Terbay Makina'da kullanılmakta olan alışılmış tipte kaynak makinası ve yeni nesil inverter tipte kaynak makinası ile mekanizasyon kullanılarak yapılan alın kaynağı ve köşe kaynağına ait kaynak dikişlerinin karşılaştırması yapılmıştır. Kaynak dikişleri üzerindeki operatör faktörünü ortadan kaldırabilmek için robot kullanılmıştır. Önce, inverter tipte kaynak makinası malzeme kalınlığı olan 10 mm ve malzeme tipi seçilerek ayarlanmıştır. Bu makinadaki parametreler kaynak esnasında makinanın kendi göstergelerinden tespit edilerek alışılmış tipte kaynak makinasına uygulanmıştır. Kaynak dikişlerini karşılaştırabilmek için tahribatsız muayene yöntemlerinden gözle muayene, penetrant testi, yapılmıştır. Her iki tipte makine ile yapılan kaynak dikişlerinin kaynak profilleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Hazırlanan numuneler TS 9913 EN 1043-1 standardına uygun olarak işaretlenerek mikro vickers sertlik ölçümleri yapılmıştır. Esas metal, ısı tesiri altında kalan bölge ve kaynak dolgusuna ait sertlik değerleri tespit edilmiştir.
Onarılmış kompozit plakların darbe davranışları
Bu çalışmanın amacı, onarılmış cam/epoksi kompozit plakların darbe davranışlarının deneysel yolla incelenmesidir. Deney esnasında kullanılan numuneler, vakum destekli reçine infüzyon sistemi kullanılarak Dokuz Eylül Üniversitesi Kompozit Araştırma Laboratuarı'nda üretilmiştir. Numunelerin üretiminde, farklı oryantasyon açılarına sahip cam-fiber kumaşlar kullanılmıştır. Deney için CEAST marka Fractovis Plus serbest düşme prensipli darbe cihazı kullanılmıştır.Bu çalışmada, çeşitli parametrelerin onarılmış kompozit plakların darbe davranışına etkileri incelenmiştir. İlk olarak, onarım yönteminin (el yatırması, vakum destekli reçine infüzyonu), daha sonra yama derinliği, son olarak da test sıcaklığının(-50°C, 20°C, 90°C) etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar çeşitli grafikler halinde bir arada değerlendirilmiş ve hasarlı numuneler ile çapraş karşılaştırmalar yapılarak tartışılmıştır. Sözü edilen parametrelerin hasar mekanizmalarına katkısı değerlendirilmiştir ve onarılmış numuneler ile hasarsız numunelerin darbeli yüklere karşı cevapları ve hasar mekanizmaları da karşılaştırılmıştır. Elde edilen çarpıcı çarpıcı sonuçlara makalenin son kısmında yer verilmiştir.
Hasarlı kompozit plaklarda onarım optimizasyonu
Bu çalışmanın amacı; onarılmış kompozit plaklarda çeşitli onarım parametrelerinin mekanik performansa etkisini incelemek ve bir onarım optimizasyonu yapmaktır. Bunun için nümerik analizler ve deneyler yapılıp karşılaştırmalar sunulmuştur. Nümerik çalışmalar için LUSAS 14.3 Analiz Programı kullanılmıştır. Deneysel çalışmada; Dokuz Eylül Üniversitesi, Kompozit Araştırma Laboratuarı'nda hazırlanan onarılmış kompozit plaklar uygun boyutlarda kesilerek SCHIMADZU Üniversal Test Cihazı'nda çekme deneyleri yapılmıştır.Nümerik analizlerle optimizasyon dört farklı parametrenin değiştirilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Bunlar; basamak uzunluğu, bindirme uzunluğu, dizilim ve basamak sayısıdır. Bu parametrelerin farklı durumları için analizler yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca hasarsız modeller hazırlanıp karşılaştırma yapılmıştır.Deneysel olarak; bazı parametreler sabit tutularak yama derinliğinin etkisi dört farklı numunede incelenmiş ve bu numunelerin sonlu eleman modelleri oluşturularak sonuçlar nümerik analizlerle karşılaştırılmıştır.Nümerik ve deneysel olarak elde edilen sonuçlar ışığında ideal bir yamaya ilişkin değerlendirme ve tartışmalara son bölümde yer verilmiştir.
Determination of composite pressure vessels under various loadings
The aim of this study is the investigation of optimal angle-ply orientations of antisymmetric composite pressure vessels with a plastic liner designed for maximum first-ply failure and burst pressures at 2, 25, 60 and 80 degrees centigrate temperatures.
Dynamic analysis of composite laminated plates
This thesis reports the finite element analysis of dynamic responses of laminated composite plates, which are subjected to delamination. Parametric input files are developed by using ANSYS software in order to determine the natural frequencies and associated mode shapes with the harmonic responses of the laminated composite plates. Effects of delamination width and location on the natural frequency of both clamped-free and clamped-pinned laminated composite plates and harmonic response of a clamped-free laminated composite plate, which have a circular strip delamination around a circular hole delamination, are investigated. Comparisons with the results in literature verify the validity of the present study. As a result, it is seen that the natural frequency decreases in the existence of the delamination and the decreasing level depends on the width and location of the delamination.
Failure analysis of composite joints under preload moment and moisture.
In this study, a failure analysis was performed under various conditions numerically and experimentally to investigate the behavior of laminated composite plates which have pin-loaded holes. The main aim of the study is searching the effects of preload moment, moisture and interference-fit on bearing strength, failure load and failure mode in pin-jointed and bolted carbon-epoxy composite plates which were subjected to a traction force. Some of the specimens were kept in the seawater for sixty days before the experimental tests to observe the effect of moisture.Each laminated plates consisted of four laminas and had same stacking sequences. Two different geometrical parameters, end distance to pin diameter ratio and width to pin diameter ratio were considered. End distance to pin diameter ratio and width to pin diameter ratios were determined ranging from one to four and from two to four, respectively. The pre-load moments were applied to the specimens as three and six newton-meter for observing the failures under preload moment. Also, for investigating effect of interference-fit, a pin was produced which has a bigger diameter than hole diameter.The experiments were performed in tension mode on the Instron-1114 Tensile Machine of a crosshead speed of 1mm per minute. Then the average bearing strength values were found. The load versus pin displacement curves were plotted in the experiments. For the numerical study, three-dimensional non-linear contact analyses were conducted using commercial program ANSYS v10.
Sandviç kompozit plaklarda bağlantı noktalarının hasar analizi
Bu çalışmanın amacı, cam elyaf takviyeli sandviç kompozit plaklarda pimli bağlantıların hasar mekanizmasının deneysel olarak incelenmesidir. Deney esnasında kullanılan sandviç kompozit numuneler, vakum destekli reçine infüzyon sistemi kullanılarak Dokuz Eylül Üniversitesi Kompozit Araştırma Laboratuvarı'nda üretilmiştir. Deney için Shimadzu AG-X marka çekme test cihazı kullanılmıştır.Öncelikle dolgusuz pimli bağlantıya sahip numuneler üretilmiş ve çekme deneyleri yapılmıştır Ardından çeşitli geometrik parametrelere sahip pim etrafı elyaf-reçine dolgulu numuneler üretilmiş ve çekme deneyine tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlar birbirleriyle ve uygun parametreler temel alınarak karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalar tartışılmış, dolguların hasar mekanizmalarına etkisi hakkında faydalı sonuçlara ulaşılmıştır.
Kaynak sonrası ısıl işlemin sürtünme karıştırma kaynaklı AA6061 ve AA7075 alüminyum alaşımı levhalarda içyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Üstün korozyon direnci, düşük yoğunluk ve kolay şekil verilebilirlik gibi fiziksel ve mekanik özellikler yanında kaynak edilebilirlik, bir malzemenin yoğun bir şekilde kullanımını belirleyen önemli faktörlerin başında gelir. Metalik malzemeler arasında Al-alaşımları, düşük yoğunluk, kolay şekil verilebilirlik ve yüksek korozyon direnci özelliklerinden ötürü, enerji tüketiminin son derece önemli olduğu taşımacılık sektöründe çok geniş bir alanda kullanılmaktadır.Ergitme kaynak yöntemleri ile gerçekleştirilen birleştirmeleri sorunlu olan Al-alaşımları, yeni geliştirilen ve bir katı hal kaynak yöntemi olan Sürtünme Karıştırma Kaynağı (SKK) ile ergitme kaynak yöntemlerinde karşılaşılan sorunların çoğu ile karşılaşılmaksızın birleştirilebilmektedir. Fakat, yaşlandırma sertleştirmesi yapılmış Al-alaşımlarının kaynağında karşılaşılan kaynak bölgesindeki mukavemet kaybı ergitme kaynak yöntemlerindeki kayba nazaran daha düşük mertebelerde olsa da, SKK'da da söz konusudur. Her ne kadar bu kaynak yöntemi Al-alaşımlarının birleştirilmesinde ticari olarak kullanılsa da, kaynak bölgesinde mukavemet kaybının tamamen bertaraf edilmesi ya da azaltılmasına yönelik kaynak sonrası ısıl işlem gibi müdahaleler konusunda literatürde çok sınırlı sayıda çalışma mevcuttur. Dolayısıyla kaynak sonrası ısıl işlemin özellikle yaşlandırma sertleştirmesi yapılan Al-alaşımlarında kaynak performansına etkisi üzerine çalışmalara gereksinim bulunmaktadır.Bu çalışmada, korozyon direnci üst seviyelerde olan AA6061 ve üstün mukavemet özellerine sahip AA7075 Al-alaşımı levhalar O-temper ve T6-temper şartlarında kendi içlerinde birleştirilmiş ve bu birleştirmeler üzerinde kaynak sonrası ısıl işlemin etkisi araştırılmıştır. Öncelikli olarak, yapılan parametrik çalışma ile alaşım türüne göre uygun parametreler ve temper şartlarının uygun kaynak parametreleri üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Belirlenen optimum kaynak parametreleri ile gerçekleştirilen kaynaklı bağlantılar üzerinde yapılan ısıl işlem çalışmaları neticesinde kaynak kalitesinin artırılabilirliği araştırılmış ve elde edilen sonuçlar ortaya konmuştur.
Cam/epoksi malzemesinin üretimi, mekanik özelliklerinin tespiti ve ara yüzey kırılma tokluğunun hesaplanması
Bu çalışmada, cam epoksi kompozit malzemenin üretimi, deneysel olarak cam epoksi kompozit malzemesinin mekanik özelliklerinin ve ara yüzey kırılma tokluğu değerlerinin bulunması konusunda çalışılmıştır. Kırılma tokluğu değerlerinin belirlenmesinde Lineer Elastik Kırılma Mekaniği (LEFM) yaklaşımı kullanılmıştır.Çalışmanın ilk bölümünde konu hakkında genel bir bilgi verilmiştir. İkinci bölümünde kompozit malzemelerin genel özelliklerinden bahsedilmiş, kompozit malzemeler sınıflandırılmış ve kullanım alanlarından bahsedilmiştir.Üçüncü bölümünde kırılma mekaniği hakkında genel bilgi verilmiştir. Dördüncü bölümde kırılma tokluğu deneylerinden bahsedilmiş ve deneysel çalışma anlatılmıştır. Aynı bölüm içerisinde ara yüzey kırılma tokluğu hesaplamalarının nasıl yapıldığı ifade edilmiş, deneysel çalışmadan elde edilen sonuçlar verilmiş, elde edilen sonuçlar daha önce elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır
Karıştırıcı kolu tasarımı ve gerilme analizi
Bu tez çalışmasında, hareketli mikser karıştırıcı kolunun maruz kaldığı kuvvetlerden dolayı meydana gelen basınç sonucunda ortaya çıkan gerilmeler incelenmiştir. Daha sonra gerilmelerin azaltılması ve daha etkin bir karıştırma sağlanabilmesi için parça üzerinde bir takım değişiklikler yapılmış ve bu değişimlerin gerilmeler üzerindeki etkisi incelenmiştir.Çalışmada hareketli mikser karıştırıcı kolu üç boyutlu tasarım programı olanAutodesk Inventor Proffessional 2008 yardımıyla modellenmiştir. Bu işlemden sonra hazırlanan modeller paket program olan Ansys 11.0'a aktarılmıştır. Ansys 11.0'da gerekli koşullar sağlanarak modellerin gerilme analizi yapılmıştır.Anahtar sözcükler: Gerilme analizi, Deformasyon, Hareketli mikser karıştırıcı kolu
İnsan dişi kaplaması uygulamalarının kırılma mekaniği açısından incelenmesi
Günümüzde diş hekimliği alanında yaygın bir şekilde kullanılan diş kaplamaları alt destek ve üst estetik yapı olmak üzere iki farklı temel bileşenden meydana gelmektedir. Alt destek yapılar metal veya seramik malzemelerden üretilmesine rağmen, üst yapılar sadece seramiklerden meydana gelir. Üretim hataları dolayısıyla özellikle malzeme ara yüzeylerinde çatlaklar oluşabilmektedir. Oluşan çatlaklar tedavi sonrasında çiğneme kuvvetlerinin etkisi ile zamanla ilerlemekte ve diş kaplamasının kırılarak kullanılamaz hale gelmesine neden olmaktadır.Bu çalışmada, diş kaplamalarında kullanılan alt yapı Ni-Cr alaşımı ile dental porselen arasındaki ara yüzeyde kritik J-integrali değeri (JIC) elde edilmiştir. Bunun için öncelikle Ni-Cr ve porselen ara yüzeyine sahip keskin çatlaklı numuneler üretilmiştir. Bu numuneler dört nokta eğme deneyine tabi tutularak kırılma kuvvetleri bulunmuştur. Üretilen numuneler sonlu elemanlar yazılımı ABAQUS programında modellenmiş, deneysel olarak bulunan kırılma kuvvetleri uygulanmış ve bu şekilde kritik J-integrali (JIC) değerleri hesaplatılmıştır.
Kaynaklı kolon-kiriş bağlantılarında oluşan artık gerilmelerin modellenmesi
Kaynak işlemi esnasında oluşan artık gerilmeler ikincil gerilmeler olarak sayılıp genellikle göz ardı edilirler. Ancak, sistemin yapısal bütünlük göz önünde bulundurulduğunda performansına olumsuz etkileri olmakta ve beklenmeyen gevrek kırılmalara neden olmaktadır. Bunun nedeni, kaynaklı bağlantılarda ortaya çıkan üç boyutlu gerilme durumunun yapının plastik deformasyon kabiliyetini azaltmasıdır. Kaynak hızı, malzeme özellikleri, kaynak yöntemi, bağlantı tipi, paso sayısı, soğuma hızı gibi faktörler artık gerilmelerin mertebesini belirler. Bu tezin amacı, bağlantı tipinin, kaynak ve soğuma hızının artık gerilmelere etkisini incelemek ve deprem yüklerine dayanıklı çelik yapılardaki kaynaklı kolon-kiriş bağlantılarını belirlemektir.Bu çalışmada, doğrusal olmayan sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak ABAQUS programı ile kaynaklı çelik kolon-kiriş bağlantılarında ark kaynağı esnasında oluşan artık gerilmeler belirlenmiştir. Zamana bağlı mekanik ve ısıl analizler yapılmıştır. Gerçeğe yakın sonuçlar elde etmek için malzeme özellikleri sıcaklığın fonksiyonu olarak tanımlanmıştır. Kaynaklı bağlantılardaki artık gerilme karakteristiklerini incelemek amacı ile üç boyutlu sonlu elemanlar modeli geliştirilmiş ve kaynak prosesi modellenmiştir. Bağlantı tipinin artık gerilmeye etkilerini araştırmak için üç farklı bağlantı tipi modellenmiştir. Ayrıca, kaynak iş boşluğunun etkileri incelenmiştir. Altı farklı ısıl çevrim için gerilme durumları tespit edilmiştir. Artık gerilme değeri kaynak iş boşluğu bulunması durumunda artmaktadır. Diğer taraftan, soğuma süresinin uzaması ise artık gerilme değerini düşürmektedir.
Fracture behavior of welded mis-matched joints
In this study, laser beam welded Aluminum Alloy 6056 plates have been used to obtain the crack resistance curves (R-curves) in Compact Tension C(T) specimens. Laser beam welding is a noval joining method used for hard to join materials, such as aluminum alloys, which were considered unweldable formerly. Defect free welds have been obtained with Nd: YAG type laser. Three types of C(T) specimens have been employed for this study, namely, Base Metal (BM), welded specimen with crack in the Weld Metal (WM) and welded specimen with crack in the Heat Affected Zone (HAZ). Fracture mechanics test have been carried out in order to determine the Crack Tip Opening Displacement (CTOD), Crack Mouth Opening Displacement (CMOD) and crack extension (Da) values corresponding to the applied load. ABAQUS software has been utilized to carry out the numerical analysis. The input parameters were the applied load and the crack length. The output parameters were CTOD, CMOD and J-Integral. Experimental and numerical results have been compared with various graphics, it can be concluded that they are in good agreement for all conditions.
Asansör karşı ağırlık tasarımı ve gerilme analizi
Geçmişte lüks olarak görülen, günümüzde ise kanunen beş ve daha yüksek katlı binalarda zorunlu olan asansör sistemleri, düşey transport sektörünün teknolojiyle paralel olarak en hızlı gelişen mekanizmalardır. Asansör boyutu tamamen ihtiyaca göre belirlenmekte, binada asansörü kullanacak insan sayısı arttıkça daha büyük kapasiteli ya da iki veya daha fazla asansör yapılmaktadır. Kapasite arttıkça kullanılan malzemeler de önem kazanmakta, daha mukavim, hafif ve en ekonomik olanları tercih edilmektedir.Yapılan bu çalışmada, asansör sisteminin günümüze kadar nasıl geliştiği, asansör parçalarının kullanım amaçları belirtilmiş olup, asansör sisteminin hareketini sağlayan, sistemi dengeleme görevine sahip asansör karşı ağırlığı tasarımı ile ilgili çalışma ve analizler yapılmıştır. Tasarım çalışmalarında, dayanıklılığın yanı sıra ekonomik boyut da incelenmiş olup, kullanılabilecek en uygun karşı ağırlık tasarımı belirlenmeye çalışılmıştır.Çalışmanın yürütülmesi sırasında belirli hesaplamalar yapılarak asansör karşı ağırlığının hangi yüklere maruz kalabileceği belirlenmiştir. Tasarım için SolidWorks, yapılan tasarımların analizleri için yine SolidWorks programıyla beraber çalışan FEM (Finite Elements Method - Sonlu Elemanlar Metodu) yöntemini esas alan CosmosWorks programlarından yararlanılmıştır. Çalışmada ayrıca SolidWorks ve CosmosWorks programlarının kısa tanıtımları yapılarak analiz için bu programların seçilme nedenlerine değinilmiştir.Çalışmanın son bölümünde analiz sonuçları yorumlanmış, maliyet hesapları yapılıp ekonomik boyut da göz önünde bulundurularak yeni bir karşı ağırlık tasarımı oluşturulmuştur.
Impact loading in laminated composites
The aim of this study is to examine the damage and deformation (prediction, initiation and propagation), to criticize -when and which conditions they can occur- with experimental results and to compare them with finite elements results, and then comment on them. The specimens that used during the experiments are produced in Izoreel Company, and they examined with Fractovis Plus impact tester machine in different initial impact energy levels, initial velocities, and initial impactor mass. The matrix material of the specimen is made of with the mixture of CY225 epoxy with HY225 hardener resin. And the unidirectional e-glass fabric having weight of 509 g/m2 is used as reinforcing material. Specimen geometry is square with 100 mm of per edge. The sequence is in [0/30/60/90]s form. A ForTran-based 3D impact finite element code had chosen to solve both [0/30/60/90]s and other fiber orientations.The specimens tested in ternate groups. It is aimed here to examine the effects of velocity, mass and impact energy. The threshold value of the contact force that delaminations occur is examined, and also it is examined if this value could be predicted with the finite element code or not. The delamination areas and the delamination ratios are computed with a pixel-based image processing code precisely. At last, the composite laminates -that had not been experimented like the twice and third as the laminate thickness- have solved with 3D impact code, and the results have discussed.The last addition to the impact experiments is about the fiber orientations. The non-experimented specimens as [0/l5/-15/90]s, [0/30/-30/90]s, [0/60/-60/90]s, [0/75/-75/90]s had solved with finite element code, too.
Dental köprü üretimlerinde, farklı opak malzemelerinin fırınlama sonrası oluşan gerilmeler üzerindeki etkileri
Bu çalışmada, dental köprü uygulamalarında metal altyapı ve porselen üst yapı arasında bağlayıcı eleman olarak kullanılan farklı opak malzemelerinin, fırınlama sonrası oluşan ısıl gerilmeler üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Çalışmada öncelikle dental laboratuarda dört üyeli, CoCr alt destek yapısına sahip köprü hazırlanmıştır. Hazırlanan bu köprü okulumuz bünyesindeki mekanik laboratuarında bulunan özel dental fırında 9600C sıcaklığına kadar standart fırınlama işlemine tabi tutulmuş, fırının kapağı kademeli bir şekilde açılarak ortam sıcaklığına soğuma gerçekleştirilmiştir. Dental köprünün üzerine çeşitli noktalardan bağlanan termokupllar ile bu noktaların sıcaklıkları çeşitli zaman aralıklarında kaydedilerek, soğuma eğrileri çıkarılmıştır. Bu soğuma eğrileri yardımı ile eşdeğer ısı transfer katsayıları sıcaklığa bağlı olarak hesaplanmıştır.Daha sonra SolidWorks programı ile bu dört üyenin modeli kurulmuş ve model ABAQUS programına aktarılarak analizleri yapılmıştır. Hesaplanan ısı transfer katsayıları, sonlu elemanlar programına girilerek soğuma eğrileri numerik olarak da elde edilmiştir. Deneysel olarak elde edilmiş olan soğuma eğrileri ile sonlu elemanlar programı ile elde edilen eğrilerinin yeterli seviyede birbirlerine yakın oldukları gözlenmiştir. Isıl genleşme katsayıları açısından farklılık gösteren 6 tip opak malzeme aynı modelde tanımlanarak, soğuma sırasında ve sonundaki ısıl gerilmeler birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Bu şekilde opak malzemelerin birbirlerine göre üstünlükleri tespit edilmeye çalışılmıştır.
Impact on laminated composites
An impact is a force which is applied over a short time period. Such a force can sometimes have greater effect than a lower force applied over a proportionally longer time period. Although many structures are some time subjected to these kinds of forces, many machines and machine parts are commonly subjected to such forces. That is why impact on materials has a big importance in mechanics. Impact on metallic materials will not result in greater effects because metallic materials have the ability to plastic strain and this will help them to absorb most of the energy which will occur as a result of the impact. On the other hand, the deformation which will occur as result of an impact on a composite can occur in an unexpected way and on an unexpected surface.In this thesis it is discussed, the damage and the deformation of composites under different impact energies. Also it is discussed, in which conditions they can occur, by the help of experimental results and the experimental results are compared with finite element results.The specimens that are used during the experiments are three kind of geometrical shapes; square with 76 mm per edge, square with 150 mm per edge and a circle with 76 mm of diameter. They are examined in Fractovis Plus impact tester machine.
Effect of hole number to bearing strength in pin loaded composite plates
The aim of this study is to research failure mode, failure load and bearing strength in alaminated glass-vinylester composite plate with two parallel circular holes, which aresubjected to traction forces by two parallel rigid pins. The behaviour of pin loadedcomposite plates has been observed experimentally and numerically with differentdimensions.These are performed at three different modes; the distance from the free edge of theplate to diameter of holes (E/D) ratio (1,2,3,4,5), the distance between upper part of plateand centre of holes to diameter of holes K/D ratio (2,3,4) and the distance between twoholes to diameter of holes M/D ratio (2,3,4,5). The failure analysis is performednumerically and experimentally and the orientation of fiber ? =0° is constant during study.Failure types and failure loads on the specimens have been determined fromexperimental study. In numerical study, three dimensional finite element method was usedby assistance of LUSAS 13.6 finite element analysis program. In this program, maximumfailure load is found with nonlinear analysis. Hashin failure criteria is used in this failureanalysis. In the case of failure, appropriate properties of the nodes failed of the compositeplate are reduced.The experimental results are compared with the numerical results and it has been seenthat a good agreement between experimental and numerical results.
Pim yüklü kompozit plakalarda hasar analizi
The aim of this study is to search the failure load, bearing strength and failuremode in an aluminum-glass epoxy sandwich composite plate subjected by a boltimpacted by a preload and washer on a circular hole. In experiments without apreload moment, the hole of the plate exposed to a traction force by a rigid pin.Parametric studies were performed by experiments to find the effects of jointgeometry and preload moment on the failure load and failure mode. The preloadmoment (M), end distance to diameter (E/D) and width to diameter ratios (W/D)changed from 0-3-6 Nm, 1 to 5 and 2 to 5 sequentially. During the numerical andexperimental study, orientation angle ? hold constant at 0 o. The failure analysis isperformed both numerically and experimentally.From the results of this study, it is observed that with increasing of M, E/D, W/Dthe bearing strength increases; and when M = 0-3-6 Nm, E/D = 2-3-4-5 and W/D = 5full bearing mode occurs. When E/D = 1 the failure mode is always Shear-out for allparameters.Lusas 13.6 finite element analysis program was used for numerical study. Threedimensional finite element method was taken as a base. Maximum failure load wasobtained with non-linear analysis and Hashin failure criteria was used.In the case of failure, appropriate properties of failure mode was reduced.By the help of standard tests, composite material?s mechanical properties weredetermined.From the comparison of the numerical and experimental studies sensibleagreement was seen between the results where full bearing mode observed.
İnsan alt çenesindeki yüklemelerin eklem bölgesindeki etkilerinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Üç boyutlu insan alt çene modeli oluşturuldu. Disk, kondil ve tepe çukur yapılarını içeren temporomandibular eklemde (TME) oluşan gerilmenin, kapalı çene durumu için, doğrusal sonlu elemanlar analizi yapıldı. Modelin elastik özellikleri referanslar kısmında gösterilen geçmiş çalışmalardan alındı. TME'deki gerilmeler bulundu. Sonuçlar şekillerle gösterildi. İnsan alt çenesinin sonlu elemanlar modeli üçgen elemanlar ile yapıldı. Temporomandibular eklemde meydana gelen gerilmeler kapalı çene durumu için çiğneme anında oluşan kas kuvvetleri göz önüne alınarak analiz edildi.
Kalite güvence sistemi kriterlerine uygun olarak jant tasarımı ve dayanım analizi
Bu çalışmada; ISO 9001:2000 ve ISO / TS 16949:2002 Kalite Yönetim Sistemleri ele alınarak jant üretimi yapan sanal bir A Firması için Kalite El Kitabı oluşturulmuştur. Kalite El Kitabında ilgili prosedür ve talimatlara atıflar yapılmış, bu prosedürlerden tasarım prosedürü hazırlanarak uygulaması yapılmıştır. Uygulamada FIAT Firması müşteri olarak belirlenmiştir. Doblo marka otomobiller için jant siparişi ile A Firmasına geldiği düşünülerek tasarıma geçilmiştir. Jant tasarımında ERTRO ve TS 8987 standartları kullanılmıştır. Jant kesitlerinin çizilmesinde, üç boyutlu katı modelinin oluşturulmasında, sonlu elemanlara bölünmesinde CATIA V5R9 programı kullanılmıştır. TS 2350'ye göre jant simule edilerek CATIA V5R9 programında, sonlu elemanlar metodu kullanılarak, jantın dayanım analizleri yapılmıştır. Anahtar sözcükler: Tasarım prosedürü, jant tasarımı, sonlu elemanlar
Havacılık sektöründe kullanılan katmanlı kompozit yapıların tasarımı ve optimizasyonu
Havacılık sektöründe geniş bir kullanım alanına sahip olan kompozit malzemeler hafiflik, dayanıklılık ve yakıt verimliliği gibi konularda büyük avantajlar sağlamaktadır. Bu kapsamda, kompozit malzemelerin performansını artırmak amacıyla son yıllarda optimizasyon yöntemlerine sıklıkla başvurulmaktadır. Bu tez çalışmasında, Genetik Algoritma (GA) ile optimizasyon işlemleri gerçekleştirilerek sürekli elyaf takviyeli katmanlı kompozit bir yapının yapısal deformasyonunun en aza indirgenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca bu çalışma ile, yapay zekâ temelli optimizasyon işlemlerinin havacılık sektöründe yoğun olarak kullanılan katmanlı kompozit yapıların tasarımında dikkate alınması, bu tarz yeni teknolojilerin işletmelere entegre edilmesinde yol gösterici olması hedeflenmiştir. Çalışmanın başlangıcında bu çalışmaya özel Python dilinde kodlar geliştirilmiş, bu kodlar aracılığıyla genetik algoritmanın sonlu elemanlar çözücüsü ile entegrasyonu sağlanmıştır. Kod içerisinde genetik algoritma ile optimizasyon işlemleri için gerekli olan temel fonksiyonlar geliştirilmiş, amaç fonksiyonu ve kısıt fonksiyonu başta olmak üzere temel optimizasyon parametreleri tanımlanmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında, farklı katman dizilimlerine sahip kompozit kabuklar tasarlanmış ve optimizasyon sonuçlarıyla kıyaslayabilmek amacıyla her biri için FEM analizleri yapılmıştır. Çalışmanın son kısmında, tasarlanan kompozit kabuklar için optimizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Bu kısımda optimizasyon sürecini etkileyebilecek kritik parametreler belirlenerek her bir optimizasyon işleminde farklı parametre değerleri ile işlemler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, kompozit kabukların FEM analizleri ile hesaplanan sehim miktarları, genetik algoritma ile yapılan optimizasyonlar sonucunda %60'lara kadar düşürülmüş ve optimum elyaf oryantasyon açıları elde edilmiştir.
Paketleme makineleri poşet verici grubu mekanik ekipmanlarının tasarımı ve optimizasyonu
Paketleme makinelerinde kullanılan birçok istasyon bulunmaktadır. Bu istasyonların en önemlilerinden biri döner tablaya ambalajı besleyen ekipmanların bulunduğu poşet verici istasyondur. Paketleme esnasında plastik ambalaj ürün paketi boyutlarına uygun olarak kesilmelidir. Bu kesme işleminde en kritik elemanlar bıçaklar ve onların hareket hassasiyetini sağlayan yaylardır. Bıçakların işlevi paketi kesmek olup bunu yapabilmek için bıçakların keskin kenarlı ve aşınmaya karşı dayanıklı olmaları gereklidir. Bu çalışmada, gıda alanında faaliyet gösteren bir firmada bulunan paketleme makinesine ait poşet verici sistemin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Sistemde yer alan bıçak ve yaylardan kaynaklanan arızaları en aza indirgemek için deneysel ve sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Bıçaklar için uygun çelik malzeme alaşımları ile sertleştirme metotlarının araştırma ve incelemeleri; yaylar için malzeme ve boyut parametreleri ve yorulma analizleri yapılmıştır. Tüm elementlerin çelik alaşımının fiziksel özelliklerine etkileri incelenerek doğru malzeme seçimi hedeflenmiştir. Bu amaçla, farklı alaşımlar kullanılarak imal edilen numuneler işletme şartlarında denenmiştir. Sonuç olarak, bıçak ve yayların hasarından kaynaklanan arıza süreleri ve maliyetler önemli derecede azaltılmıştır. İyileştirilen maliyet ve arıza sürelerine ait hesap ve sonuçlar bu tez çalışmasında detaylı verilmiştir. Ayrıca, yayın optimizasyon ve yorulma analizleri sonuçları grafiklerle sunulmuştur.
Atık kauçuk katkılı ön gerilmeli polimer kompozit geliştirilmesi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Tez çalışmasının ana hedefi, hurda lastiklerden elde edilen geri dönüştürülmüş atık kauçuk partiküllerinin polimer bileşimine katılarak değerlendirilmesi, ön gerilmeli elemanlar ile performansının artırılarak çevreye duyarlı, dayanıklı yeni nesil bir malzeme geliştirilmesidir. Çalışma kapsamında, belirli oranlarda atık kauçuk partikülleri, epoksi reçine ile karıştırılarak elde edilen farklı karışım oranlarına sahip küp numuneler üzerinde Shore HL sertlik ölçümleri ile Arşimet prensibine dayalı yoğunluk ölçümleri yapılmıştır. İkinci aşamada, belirli oranlarda atık kauçuk partikülleri içeren kiriş numuneler içerisine yerleştirilen çelik elemanlara belirli oranlarda ön gerilme uygulanarak elde edilen numuneler üzerinde darbeli çekiç testi ve üç nokta eğilme testi uygulanmıştır. Yapılan testlerden elde edilen sonuçlara göre atık kauçuk oranının artması ile malzemenin dayanım, tokluk değeri, elastisite modülü, doğal frekans ve sertlik değerlerinde azalma damping değerinde ise kısmen artış görülmüştür. Ön gerilme oranının ise elastisite modülünde kısmen bir azalmaya sebep olduğu, diğer parametreler üzerinde belirgin bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir.
Soğukta şekillendirilmiş çelik klips açılı kaynaklı ve akıllı vidalı birleşimlerin kesme etkisinin incelenmesi
Son yıllarda geleneksel betonarme yapı sistemlerinde meydana gelen maliyet artışları, tasarımın uygulama esnasında istenilen düzeylerde gerçekleştirilememesi, yapım sürelerinin uzun olması, mevsim şartlarından olumsuz etkilenmesi gibi durumlardan dolayı hafif çelik yapılar yaygınlaşmıştır. Hafif çelik yapı sistemleri soğukta şekillendirilmiş (CFS) kolon, kiriş, çatı ve diğer kısımların bir arada olduğu sistemlerdir. Bu sistemlerde (özellikle konut projelerinde) kolon-kiriş birleşim türlerinin sayısı ve çeşitliliği artmaktadır. Bu çalışmada CFS kolon-kiriş birleşimlerinde klips açılarının en/boy oranı ve kalınlık parametreleri dikkate alınarak 36 adet deney numunesi oluşturulmuştur. Bu numuneler kolon tarafı kaynak, kiriş tarafı akıllı vida birleşim yapılarak kolon-kiriş birleşiminde kesme etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak klips açılı plaka kalınlığı artıkça yük taşıma kapasitesinin arttığı ve klips açısının en/boy oranı (W/D) arttıkça klips açılarında yırtılma hataları meydana gelmiştir.