Mechanical Engineering

Development of a propulsion technology using lunar resources

This dissertation explores the development of a hybrid rocket propulsion technology utilizing lunar resources, specifically magnesium (Mg) and aluminum (Al), for sustainable space exploration. The study addresses the challenges of in-situ resource utilization (ISRU) to minimize dependency on Earth-supplied fuels, focusing on the potential of metals found in lunar soil. Through thermochemical analysis, Mg and Al are evaluated as primary fuels due to their energetic properties and abundance on the Moon. The research involves the design, production, and testing of hybrid rocket engines using metal powders combined with sodium silicate as a binder, creating a robust fuel with favorable combustion properties. Experimental tests were conducted on various fuel compositions to optimize the combustion characteristics and ensure high performance under lunar conditions. A specific focus is placed on the relationship between oxygen-to-fuel (O/F) ratio and the specific impulse (Isp) of the metal-based hybrid engine, achieving significant results with Mg-Al mixtures. The experimental results demonstrate that the optimal fuel composition, consisting of 75\% magnesium and 20\% aluminum, can sustain combustion efficiency with an Isp close to 350 seconds in a vacuum. Additionally, the study addresses the challenges posed by metal oxide formation and its impact on combustion chamber stability. Solutions, including thermal management and fuel structuring, are presented to mitigate the risks associated with high-temperature operations. The results of this research contribute to the broader field of ISRU and have significant implications for future lunar missions, particularly in the context of NASA's Artemis program and other international lunar exploration initiatives. This work presents a scalable and sustainable propulsion system, positioning metal-based hybrid rockets as a viable solution for long-term lunar exploration and colonization.

Design, fabrication, and characterization of biocompatible soft strain sensors for implantable applications

Cardiovascular diseases remain a major global health challenge, with effective post-operative monitoring critical for improving patient outcomes and reducing hospital readmissions. This study presents the design, fabrication, and characterization of biocompatible soft strain sensors for implantable applications, focusing on continuous and precise cardiac strain monitoring. Two sensor types were developed: resistive and capacitive. While the resistive sensors provided initial insights, they faced durability limitations under cyclic loading, leading to the design of capacitive sensors with interdigitated configurations. The capacitive sensors were constructed with polydimethylsiloxane encapsulation and 25 µm copper conductive elements. Theoretically, this design yielded a baseline capacitance of 0.228 pF and demonstrated sensitivity increments of 10, 20, and 30 fF under 5%, 10%, and 15% strain, respectively. Durability tests included continuous cyclic loading at 10% strain for over 12 hours, where the sensors exhibited minimal baseline drift and consistent signal integrity. Additionally, the capacitive sensors maintained stability under large strain amplitudes of 25% and demonstrated pressure insensitivity, ensuring operational reliability in dynamic physiological environments. Characterization under simulated cardiac conditions using a ViVitro Superpump confirmed the sensor's ability to detect minimal volumetric changes and to accurately trace distinct phases of a heartbeat. These findings underscore the potential of the proposed sensors for real-time telemetric cardiac monitoring, offering high sensitivity, durability, and biocompatibility. This work lays a critical foundation for next-generation implantable devices aimed at enhancing cardiovascular care.

Miniaturized ultrasonic transducers for wearable and implantable applications

While skin-integrated electronics have revolutionized healthcare by enabling continuous monitoring, extracting critical physiological information from deeper within the body remains a significant challenge for existing wearable and implantable devices. This dissertation demonstrates how decades-old ultrasound technology can be effectively integrated into wearable and implantable medical devices to access information hidden beneath the skin. We first evaluated state-of-the-art ultrasonic transducer technologies through fabrication and characterization of single element piezoelectric transducers (bulk PZT versus PVDF-TrFE-based PMUTs) to assess their feasibility for wearable applications. Building on this foundation, we developed a fully integrated wearable ultrasonic patch for continuous bladder volume monitoring, featuring efficient air-backed transducers with a −6 dB bandwidth of 37.9%. These air-backed transducers with precisely laser-micromachined matching layers enabled accurate measurements even with low driving voltages (+/- 15 V), offering a important advantage for long-term use with batteries. The device was initially validated in-vitro with a mean relative error of 14.85% across various shaped flasks mimicking diverse bladder geometries in clinical scenarios, followed by in-vivo measurements on five healthy volunteers with a mean relative error of 11.17% across various bladder shapes and volumes ranging from 100 to 800 mL. To further improve the wearability and user comfort, we introduced electronics-free ultrasonic tags, drastically reducing on-body footprint by relocating the electronics and battery off-body. This allowed for an on-body footprint as low as 0.5 cm^2, a major advantage compared to the latest wearable ultrasound devices that often exceed 25 cm^2 in total size, with transducers covering only a very small portion of that area. Furthermore, such an inductively coupled approach enabled the development of a smart ultrasonic contact lens for ophthalmologic ultrasound for the first time. Lastly, to extend the functionality of wearable ultrasonic devices beyond traditional diagnostics, we established an ultrasound-based passive communication method for medical implants, utilizing simple pulse-echo measurements. The proof-of-concept 1 cm^2 ultrasonic antenna revealed a 168 Hz/pF shift at a 100 Hz measurement rate during in-vitro underwater measurements. The devices and methodologies presented in this dissertation establish a foundational framework for next-generation wearable ultrasound in deep tissue health monitoring.

Computational modeling and analysis of viscoelastic multiphase flows

Interface-resolved direct numerical simulations of multiphase viscoelastic fluid flows have been performed by using a high fidelity finite-difference/front-tracking method to explore some of the most complex dynamics of these intricate flow regimes. Surfactant contamination is also considered. The flow equations are solved fully coupled with the viscoelastic model equations and the equations governing interfacial and bulk surfactant concentrations. The latter coupling is accomplished by a nonlinear equation of state that relates the surface tension to the surfactant concentration. Simulations are first performed to study the phenomenon of negative wakes generated behind a pair of bubbles rising in an otherwise quiescent viscoelastic fluid under buoyancy. It is found that, in addition to the formation of long tails that tilt towards each other, the lateral symmetry is also broken in the two-bubble system. The rise velocity of the parallel bubbles remains slightly smaller than that of the single bubble due to bubble-bubble interactions. Symmetry observed in the case of parallel bubble pairs is broken when bubbles are initialized by an initial offset in vertical direction. Next, lateral migration of a deformable bubble in a viscoelastic pressure driven channel flow is studied. It is found that the forces induced by fluid inertia push a bubble towards wall while elasticity and deformability pull it towards channel center. This interplay between fluid inertia, elasticity, and bubble deformability determines the orientation of bubble migration in the channel and its final equilibrium position. It is shown that secondary flow velocity induced by a bubble migrating towards wall is an order of magnitude higher than the one induced by a solid particle under similar flow conditions. This behavior is attributed to the slip condition on the bubble surface. Then, a novel mechanism of achieving an elasto-inertial turbulent (EIT) state by injecting bubbles into a pressure-driven viscoelastic channel flow under the conditions for which a single-phase flow remains laminar is demonstrated even for the Reynolds number as low as Re = 10 and a Weissenberg number as low as Wi = 1. It is found that curved streamlines across the bubble interfaces provide the necessary condition to trigger an elastic instability that leads to a fully chaotic motion even at very low Reynolds and Weissenberg numbers for which the single-phase flow remains completely laminar. The energy spectra shows a scaling of −2 for this multiphase EIT regime. It is also found that bubbles move towards the channel centerline and form a string-shaped alignment pattern in the core region at lower values of Re = 10 and Wi = 1. Unlike solid particles, increasing shear-thinning effect tends to break up alignment of bubbles. Finally, interface-resolved direct numerical simulations are performed to investigate drag reduction by polymer additives in a bubbly turbulent channel flow in the presence of surfactant contamination for a fixed Reynolds number of Re = 5600. Simulations are carried out for the high-drag-reduction (HDR) and maximum-drag-reduction (MDR) regimes. It is shown that, once flow is made viscoelastic by polymer additives, an HDR regime is achieved with a drag reduction of 49%. It is found that Reynolds stress is reduced in this HDR regime but still remains higher than polymer stress. Injection of contaminated bubbles reduces Reynolds stress even further and drag is not increased. Reynolds stress in single-phase flow of maximum MDR regime reduces below the value of polymer stress with a drag reduction of 68% and flow is dominated by elastic effects. Injection of bubbles in this MDR regime produces non-monotonic effect. A small concentration of contaminated bubbles increases Reynolds stress, turbulence production by mean flow and turbulent kinetic energy whereas a higher concentration of bubbles in the MDR regime reduces all these quantities. However, these effects remain restricted to core region of the channel and do not increase drag. It is found that turbulent kinetic energy spectrum shows a scaling of −2 in both of these multiphase HDR and MDR regimes and this scaling is not affected by a change in bubble concentration.

Design of an Efficient Endodontic File Material Utilizing Artificial Intelligence

Nickel-titanium (NiTi) alloys have led to a revolutionary development in endodontics due to their flexibility and shape-memory properties. However, despite this advancement, one of the most critical issues limiting the clinical success of NiTi rotary instruments is their fracture within the root canal. The most common cause of these fractures is the material's limited resistance to cyclic fatigue. In this study, machine learning was utilized to determine the ideal NiTi composition that would maximize the cyclic fatigue resistance of NiTi rotary instruments. For this purpose, thermal and structural properties were first obtained through SEM-EDX and DSC analyses conducted on various commercial endodontic files, and these features were included as inputs in the model. Feature selection was performed using Pearson Correlation Coefficient (PCC) and Random Forest (RF) importance-based ranking methods. Subsequently, six different regression algorithms (RF, GBDT, SVR, LR, KNN, XGB) were trained, and their performances were evaluated using R², RMSE, and MAE criteria. Preprocessing steps, including outlier detection, standardization, and 10-fold cross-validation, were applied to the dataset. As a result of analyses conducted using a stepwise feature addition strategy, the highest generalization performance was achieved with the K-Nearest Neighbors (KNN) and Support Vector Regression (SVR) models. To evaluate the effect of training/test ratios, various data splitting scenarios were tested, and a 10% testing ratio was determined to be optimal. Using the best-performing model, synthetic NiTi compositions were generated in the range of 48–57 at.% Ni with a resolution of 0.03 at.%. Based on the predictions, the three compositions with the highest NCF values were identified and selected for experimental validation. The results obtained demonstrate the effectiveness of machine learning in material design and contribute to the development of next-generation endodontic instruments.

Multi-objective optimization of cylindrically arranged triply periodic minimal surface (TPMS) porous structures for enhanced thermal and hydraulic performance in microscale thermal management

This study presents a multi-objective optimization framework for cylindrically arranged Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) porous structures, aimed at enhancing thermal and hydraulic performance in microscale heat sinks for electronic cooling. Integrating conjugate heat transfer simulations in COMSOL Multiphysics with genetic algorithms (GA) and machine learning (ML) surrogates in MATLAB, the approach optimizes seven geometric parameters including cell periodicity, inner radius, and radial/axial level-set gradients across four TPMS types (gyroid, diamond, Neovius, primitive) to maximize volumetric Nusselt number (𝑁𝑢𝑣) while minimizing friction factor (f) at a constant Reynolds number of 500 and heat flux of 300 W/cm². Direct GA optimization over 30 generations yielded Pareto fronts dominated by gyroid structures, achieving up to 300% 𝑁𝑢𝑣 improvement with controlled f increases, favoring porosities of 0.50–0.60, inner radii of 0.16–0.18 mm, positive axial gradients (0.3–0.8), and high axial/angular cell counts with minimal radial partitioning. Gaussian Process Regression ML models (R² > 0.85) trained on GA data enabled an indirect GA method, reducing computation time from 400 to 30 hours while preserving solution quality. Feature ranking identified porosity, TPMS surface area, and periodicity as key drivers. CFD analyses confirmed superior flow uniformity and heat flux distribution in optimal designs, with gyroids excelling at high porosities via enhanced connectivity and diamonds at lower porosities through inward-concentrated convection. The cylindrical arrangement outperformed traditional cuboidal lattices in flow equalization and hotspot reduction which advanced TPMS-based thermal management.

Investigation and enhancement of the biocompatibilityof cocralsi shape memory alloy

Current study investigates the biocompatibility of a novel CoCrAlSi shape memory alloy for orthopedic implant applications. The alloy was fabricated by vacuum induction melting and characterized using SEM, XRD, and XPS. A silver thin film, about 1000 nm thick, was deposited by physical vapor deposition to improve corrosion resistance. The silver coated samples were tested in phosphate-buffered saline (PBS) under body-like conditions. Ion release was measured with ICP-MS and compared to values reported in the literature. The Ag coating significantly reduced Co and Cr release, with decreases up to 84.6% and 51.6%, respectively, after 28 days of immersion. However, the absolute values of Co and Cr remained above safe biological thresholds. The silver layer itself showed an initial burst release that decreased over time, while surface analysis confirmed the formation of protective oxide films. These results suggest that Ag thin films can improve corrosion behavior and support the potential use of CoCrAlSi alloys in biomedical implants, but further optimization of coating thickness and ion release control is required.

Gelişmiş plastik enjeksiyon kalıplama ve endüstriyel uygulama için ML odaklı biliş

For a long time, plastic injection molding has been an important part of mass production in many fields. But in today's competitive market, traditional molding methods don't always work well when you need high efficiency and quality that stays the same. We need better and smarter ways to make things because of the need for more sustainable practices, the use of more recycled materials, shorter production times, and rising labor costs. This thesis describes a cognition-based method that is meant to work without depending on the shape of the parts, the type of material, or the specific production equipment used in the injection molding process. To do this, cavity pressure sensors were carefully put in key parts of the mold to collect data that was unique to each cycle. This information helped us find a stable operational range, or "reliable zone," that guarantees that high-quality parts are always made. One important thing this work does is show that changes in the cavity pressure curve are related to both the quality of the parts and the settings of the machine. Using this connection, a convolutional neural network (CNN) was trained to create a basic knowledge system that helps operators by suggesting ways to fix problems when they notice that something is wrong. The model that was made was able to correctly classify 98% of the time. After the baseline was made, the proposed method was used on two real-world case studies that involved parts with different shapes, materials, and quality standards. For each application, a method for adapting knowledge to specific tasks was used, and when the system was put into real-world production environments, it had an average accuracy rate of 95%.

Estimating human muscular fatigue in dynamic collaborative robotic tasks with learning-based models

Assessing human muscle fatigue is critical for optimizing performance in physical human–robot interaction (pHRI) tasks and mitigating safety risks for the human operator. This study presents a data-driven framework for estimating muscle fatigue in dynamic pHRI tasks using surface electromyography (sEMG) sensors attached to the human arm. Subject-specific machine learning (ML) regression models were developed to estimate fatigue levels during cyclic (i.e., repetitive) pHRI tasks. Specifically, Random Forest, XGBoost, and Linear Regression models were trained to estimate the fraction of cycles to fatigue (FCF) using three frequency-domain and one time-domain EMG features. Their performance was benchmarked against a convolutional neural network (CNN) that processes spectrogram representations of filtered EMG signals. Unlike most earlier data-driven approaches that primarily formulated fatigue estimation as a classification problem, our method models the continuous progression of fatigue through regression, enabling tracking of gradual physiological changes rather than discrete states, which is critical for timely intervention and adaptive control in dynamic pHRI tasks. Experiments were conducted with ten participants who interacted with a collaborative robot operated under an admittance controller, performing lateral (left-right) cyclic movements of the end effector until the onset of muscular fatigue. The results demonstrate that the root mean square error (RMSE) of FCF estimation across participants was 20.8 ± 4.3\%, 23.3 ± 3.8\%, 24.8 ± 4.5\%, and 26.9 ± 6.1\% for the CNN, Random Forest, XGBoost, and Linear Regression models, respectively. To examine cross-task generalization in this investigational study, additional experiments were performed with one participant who executed vertical (up–down) and circular repetitive movements. Models trained solely on the lateral-movement data were directly tested on these unseen tasks. The results indicate that the proposed ML/DL models are robust to variations in movement direction, arm kinematics, and muscle recruitment patterns, while the Linear Regression model performed poorly.

Smart manufacturing in machining process using industrial edge device

In modern manufacturing, smart machining solutions leverage advanced data analytics, real-time monitoring, and adaptive control strategies to optimize production efficiency, minimize costs, and ensure the quality of the product with remarkable precision and reliability. This thesis, titled "Smart Manufacturing in Machining Process Using Industrial Edge Device," explores innovative approaches for integrating industrial Edge devices into machining operations, enabling real-time monitoring, predictive maintenance, and cost-effective process optimization. The research is structured into four main items, each addressing a critical aspect of smart manufacturing in machining processes, specifically focusing on tool wear prediction, sensorless cutting forces and torque measurement, tool chipping detection, and runout monitoring. First, an AI-assisted digital shadow was developed to predict tool flank wear using data acquired from an industrial Edge device in a drilling operation. The study combines high-frequency data acquisition from an industrial Edge device and a rotary dynamometer, followed by extensive feature engineering. A recurrent neural network (RNN) model utilizing bidirectional long short-term memory (Bi-LSTM) and bidirectional gated recurrent unit (Bi-GRU) architectures is employed to analyze tool wear regions. The developed digital shadow enhances cost efficiency by reducing the dependency on expensive multi-sensor systems and mitigating unnecessary tool replacements, aligning with the principles of smart manufacturing. Second, a novel sensorless method is introduced for real-time measurement of cutting forces and torque in the milling process. Accurate measurement of cutting forces and torque is critical for process monitoring, tool condition assessment, and optimization in machining operations. However, conventional dynamometers, while precise, are costly and introduce complexities in experimental setups. This study leverages an industrial Edge device to extract spindle current and torque data in real time. Experimental validation during the milling of Titanium alloy Ti6Al4V demonstrates strong correlations between dynamometer and Edge device cutting data, achieving mean errors of less than 12%. This sensorless approach significantly reduces setup time and cost while ensuring precise force monitoring, making it a viable alternative to traditional measurement techniques in smart machining environments. Third, tool condition monitoring was investigated with a focus on detecting cutting-edge chipping in the milling of titanium alloys. As a critical factor, tool chipping significantly impacts machining efficiency and tool life. The study analyzes spindle current and torque signals obtained from an industrial Edge device operating at a high-frequency sampling rate of 500 Hz in the time and frequency domains. Fast Fourier Transform (FFT) analysis reveals significant spectral differences in Edge device signals before and after tool chipping occurrences. These findings establish industrial Edge computing as a reliable tool for tool condition monitoring, minimizing the need for expensive multi-sensor systems and enabling early detection of chipping events to prevent catastrophic tool failure. Finally, an innovative sensorless approach for in-process runout detection was proposed. Runout, a key factor influencing machining accuracy, surface finish, and tool wear, is traditionally assessed using contact-based sensors. This study demonstrates that spindle current and torque signals, captured through an industrial Edge device, are highly correlated with dynamometer measurements, enabling real-time frequency-domain analysis for runout detection. The proposed method is experimentally validated during milling of Ti6Al4V, presenting a cost-effective and efficient approach to improve machining precision and stability in smart manufacturing environments. In summary, this thesis contributes to the advancement of smart manufacturing in machining processes by harnessing the potential of industrial Edge devices for real-time monitoring, predictive maintenance, and sensorless process optimization. The proposed methodologies reduce reliance on expensive sensors, improve machining efficiency, and enhance cost-effectiveness, thereby paving the way for the next generation of intelligent and autonomous manufacturing systems.

Tabakalı kompozit levhaların balistik performanslarının incelenmesi

Kompozit malzemeler birçok avantajlı özeliklerinden dolayı savunma, otomotiv, uzay, vb. birçok mühendislik uygulamalarında kullanılmaktadır. Kompozit malzemelerin üretiminde farklı kumaş tipleri kullanılarak hibrit kompozit elde edilmesi ve bunlarında uygulama alanlarında kullanılması yaygındır. Geleneksel malzemelere alternatif olarak ortaya çıkan kompozit ve hibrit kompozit malzemelerin yetersiz olduğu alanlarda ise, daha iyi mekanik özelikler ve daha iyi performans göstermesi açısından nanokompozitler kullanılmaktadır. Nanokompozit üretimi için kil, bor bileşenleri, grafen vb. nanopartikül olarak kullanılmaktadırlar. Kompozitlerin balistik alanda kullanımı ve bu alandaki çalışmaların sonuçları önemli bir alan oluşturmaktadır. Bu alan özellikle güvenlik, askeri alandaki teçhizat, koruyucu giysiler, zırhlar olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışma; tabakalı kompozitlerin balistik alanda kullanımına dair deneysel çalışmaları içermektedir. Çalışmada Para-Aramid (%100 Kevlar) kumaş kullanılarak üretilen tabakalı kompozit levhalar üç aşamada incelenmiştir. Birinci aşamada, 11 tabakalı Kevlar/Epoksi kompozit levha ve farklı katmanlarda cam fiber takviyeli kumaşlar kullanılarak hibrit kompozit levhalar üretilmiştir. Bu hibrit levhalar 3Kevlar/1Cam/3Kevlar/1Cam/3Kevlar ve 4Kevlar/3Cam/4Kevlar dizilimlerinde elde edilmiştir. İkinci aşamada Kevlar/Epoksi'den oluşan 20 tabakalı kompozit levha üretilmiştir. Üçüncü aşamada ise 30 tabakalı Kevlar/Epoksi kompozit levhalar katkısız ve nanokatkılı olarak üretilmiştir. Nanokatkı malzemesi olarak bor karbür kullanılmıştır. Ağırlıkça %0,5, %0,25, %0,125 oranlarında bor karbür kullanılarak, nanokatkılı kompozit levhalar üretilmiştir. Her üç aşamada üretilen tabakalı kompozit levhalar NIJ 0101.04 standartlarına göre balistik teste tabi tutulmuşlardır. Yapılan test sonuçlarında 11 tabakalı Kevlar/Epoksi ve hibrit kompozit levhalar zırh tipi IIIA ve II seviyesinde delinmişlerdir. Sadece Kevlar/Epoksi levhada zırh tipi IIA seviyesinde delinme gerçekleşmemiştir. 20 tabakalı Kevlar/Epoksi kompozit levha zırh tipi IIIA seviyesinde yapılan test sonucu delinmeye uğramıştır. 30 tabakalı Kevlar/Epoksi ve bor karbür katkılı Kevlar/epoksi levhalar zırh tipi IIIA seviyesinde yapılan test sonucunda delinmemişlerdir. Bu levhalardan elde edilen penetrasyon derinlikleri, standart değeri olan 44 mm'nin altında gerçekleştiği için sonuçlar başarılı olmuştur.

Eklemeli imalat ile üretilmiş balpeteği kompozit levhaların mekanik davranışlarının araştırılması

Bu çalışmada; eklemeli imalat ile üretilmiş olan farklı hücre yapılarına sahip balpeteği kompozit levhalara üç nokta eğilme testi ve basma testi uygulanarak yapıların mekanik davranışları araştırılmıştır. Üç boyutlu yazıcı teknolojisi ile PLA (Polylactic Acid) ve ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) malzemeden yararlanılarak bal peteği çekirdek kısmı üretilmiştir. Deneysel çalışmada kullanılmak amacıyla 4 farklı çekirdek yapısına sahip 48 adet kompozit numunenin üretimi gerçekleştirilmiştir. Bunlar içi boş, kum saati formunda, kesik koni şeklinde ve altıgen dolgulu balpeteği çekirdek yapılı numunelerden oluşmaktadır. Ayrıca hazırlanan yapılar kompozit yüzey örtüsü ile kaplanmıştır. Farklı malzeme türlerinin ve farklı çekirdek kısımların kompozit levhalar üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan testler ile yük-sehim ve yük-deplasman grafikleri çizilerek eğilme mukavemet yükleri ve basma mukavemet yükleri sayısal olarak verilmiştir. Elde edilen veriler grafikler halinde sunulmuştur. Sonuç olarak görülmüştür ki; PLA malzemeden üretilen kompozit yapıların ABS malzemeye göre daha iyi mekanik özelliğe sahip olduğu, kompozit çekirdekli balpeteği kompozit yapıların minimum hafiflik ve maksimum mukavemet sağladığı görülmüştür.

Total diz artroplastili hastalarda kinematik ve dinamik davranışların incelenmesi

ivTOTAL D Z ATROPLAST L HASTALARDA K NEMAT K VE D NAM KDAVRANIŞLARIN NCELENMES(Yüksek Lisans Tezi)Umut ALTINKAYNAKGAZ ÜN VERS TESFEN B L MLER ENST TÜSÜOcak 2007ÖZETnsan dizi; karşılaşılan ağrı, yıpranma ve fonksiyon kısıtlılığı durumlarında,total diz artroplastisi cerrahi girişimi ile uygulanan diz protezi sayesindemekanik kısıtlılıktan kurtarılır ve yürüyüş tıbben normal ve konforlu halegetirilir. Normal veya patolojik yürüyüş, özel donanım ve yazılımlara sahipyürüme analizi laboratuarlarında tanımlanır. Yürüme analiz sistemleri; bir altekstremite modeli ve ters dinamik yöntemi ile eklemlerde oluşan momentlerihesaplar. Yürüme analiz sistemlerinin kullandığı alt ekstremite modelieklemlerde bulunan bağları ve eklem yüzeylerini ifade etmediğinden sagitaldüzlemde alt ekstremite modeli ve diz eklemi modeli birlikte kullanılmıştır.Böylece yürümenin fazlarında eklem yüzeylerinin ve bağlarının etkisi modeledahil edilmiş, diz protezi uygulananlarda karşılaşılabilecek, diz proteziparçalarının eklem ekseninden sapmaları incelenmiştir.vBu çalışmayla, hastalar üzerinde yapılan yürüyüş analizlerinden normal kabuledilen diz fleksiyon-ekstansiyon momentlerinin ve diz bağlarının boylarındakideğişimin ancak ideal diz protezi uygulamaları ile elde edilebileceği tespitedilmiştir.Bilim Kodu : 914.1.084Anahtar Kelimeler : Artroplasti, yürüme analizi, total dizSayfa Adedi : 109Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Şefaatdin YÜKSEL

Tabanında gözenekli tabaka bulunan kanallardaki akışkan akışı ve konsantrasyon dağılımının sayısal olarak incelenmesi

ivTABANINDA GÖZENEKL TABAKA BULUNAN KANALLARDAKAKI KAN AKI I VE KONSANTRASYON DA ILIMININ SAYISALOLARAK NCELENMES(Yüksek Lisans Tezi)Levent DEM RHANGAZ ÜN VERS TESFEN B L MLER ENST TÜSÜOcak 2007ÖZETBu çal/0mada taban/nda gözenekli tabaka bulunan iki paralel levhadanolu0an kanaldaki ak/0kan ak/0/ ve konsantrasyon da;/l/m/ say/sal olarakincelenmi0tir. Yap/ itibariyle PEM (Polimer Elektrolit Membranl/) yak/tpilinin katot k/sm/ndaki ak/0a benzer oldu;undan hem yak/t pili sistemihem de gözenekli yap/ hakk/nda bilgi verilmi0tir. Süreklilik, momentumve konsantrasyon denklemleri kontrol hacim metoduyla ayr/kla0t/r/larakve SIMPLE algoritmas/ kullan/larak geli0tirilen bir bilgisayar program/ile çözülmü0tür. Geli0tirilen program/ test etmek için, düz kanal ve altduvar/ gözenekli kanaldaki ak/0lar simule edilerek sonuçlar/, literatürsonuçlar/yla kar0/la0t/r/lm/0t/r. Gözeneklilik, Reynolds say/s/ vegözenekli tabaka kal/nl/;/n/n de;i0ik de;erleri için simülasyonlaryap/larak bu parametrelerin ak/0a ve konsantrasyon da;/l/m/na etkileriincelenmi0tir. Gözenekli tabakan/n gözeneklili;i artt/r/ld/;/ndaak/0kan/n gözenekli tabaka içindeki h/z/ artm/0 ve oksijenkonsantrasyonu azalm/0t/r. Reynolds say/s/n/n azalmas/, gözeneklitabakadaki boyutsuz h/z/n artmas/na ve konsantrasyonun azalmas/naneden olmu0tur.vGözenekli tabakan/n kal/nl/;/ artt/kça bu tabakadaki boyutsuz h/zgradyan/ ve gözenekli tabaka alt yüzeyindeki konsantrasyon azalm/0t/r.Ayr/ca gözeneklilik de;erinin artmas/yla, sürtünme katsay/s/n/n azald/;/belirlenmi0tir.Bilim Kodu : 914.1.002Anahtar Kelimeler : Gözenekli ortam, konsantrasyon da;/l/m/, say/salak/0kanlar dinami;iSayfa Adedi : 99Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Ha0met TÜRKO LU

Radyal dış lastiğin serbest titreşim analizi

iRADYAL DIŞ LASTİĞİNSERBEST TİTREŞİM ANALİZİ(Yüksek Lisans Tezi)Ayhan ERDOĞMUŞGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜOcak 2007ÖZETKara taşıtlarında ve hava taşıtlarında yolcuların daha konforlu vegüvenli bir seyahati için yoldan ve araçtan kaynaklanan titreşimlerininminimum seviyede tutulması gerekmekte ve bunu sağlamak için detekerler, süspansiyon sistemleri, akslar ve koltuklar kullanılmaktadır.Ancak, aracın yol ile olan teması sadece tekerler ile sağlandığı içintekerlerin önemi diğer elemanlara göre daha ön plana çıkmaktadır.Teker dış lastik malzemesinin karmaşık kompozit yapıda olması,karmaşık dış lastik geometrisi ve büyük deformasyonlar için dış lastiğinhareket denkleminin elde edilmesi teker analizinde karşılaşılanzorlukların başında yer almaktadır.Bu çalışmada, ilk adımda karmaşık dış lastik geometrisi yerine benzerebatlardaki üç boyutlu dairesel silindir geometrisinin hareketdenklemleri analitik olarak elde edilmiş ve serbest titreşim analiziyapılarak sistemin doğal frekansları bulunmuştur. Ayrıca aynıebatlardaki dairesel silindir geometrisi, bir sonlu elemanlar yazılımı olanABAQUS programı kullanılarak modellenmiş ve program içerisindeiiserbest titreşim analizi ile sistemin doğal frekansları bulunmuştur. Heriki yöntemle elde edilen değerler birbirleri ile kıyaslanmıştır.İkinci adımda ise katmanlı kompozit yapıdaki üç boyutlu karmaşık dışlastik geometrisi ABAQUS programı kullanılarak modellenmiştir.Serbest titreşim analizi ile sistemin doğal frekansları ve mod şekilleribulunmuştur. Sonuçlar literatürde verilen deneysel değerler ilekıyaslanmıştır.Bilim Kodu : 914.1.003Anahtar Kelimeler : Radyal dış lastik, kabuk eleman, serbest titreşimanalizi, doğal frekanslar, sonlu elemanlar modeli,ABAQUSSayfa Adedi : 82Tez Yöneticisi : Doç.Dr. Şefaatdin YÜKSEL

Helikopter rotor kanadı titreşimlerinin aktif flaplarla azaltılması

iHELİKOPTER ROTOR KANADI TİTREŞİMLERİNİN AKTİFFLAPLARLA AZALTILMASI(Doktora Tezi)Uğur DALLIGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜŞubat 2007ÖZETHelikopterlerdeki rotor kanadı titreşimlerini ve kanat kökü yüklerini çoklu firarkenarı flapları kullanarak azaltmak için bir modelleme ve analiz sunulmuştur.Aktif firar kenarı flaplı rotor kanadına yönelik kapsamlı bir kanat modeligeliştirilmiştir. Rotor kanadı, sonlu elemanlar metodu kullanılarak elastik birsistem olarak modellenmiştir. Doğrusal olmayan yarı-durağan bir aerodinamikmodel kullanılarak rotor kanadı köküne ve rotor göbeğine aktarılan kuvvetlerhesaplanmıştır. Her türlü karmaşık kompozit veya metal helikopter rotorkanadının titreşim özelliklerini, doğal frekanslarını ve mod şekillerinihesaplamak için Helirotor programı geliştirilmiştir. Geliştirilen Helisimprogramı ile rotor kanadının aerodinamik zorlama şartlarında sistem cevabı,kanat kökü kuvvet ve momentleri hesaplanmıştır. Kullanılan çözüm yöntemi vegeliştirilen programla, sistem cevabı kanadın yapısal ve aerodinamiközelliklerine, firar kenarı flapı yapısal parametrelerine ve firar kenarı flapıtahrikleyici kontrol girdilerine bağlı olarak hesaplanmıştır. Aktif firar kenarıflapsız nominal bir rotor kanadı üzerindeki yüklerin belirlenmesinin ardından,aktif flap hareketlerinin kanat üzerindeki mevcut yüklere ilave etkisibelirlenmiştir. Çoklu aktif firar kenarı flapları hem açık ve hem de kapalıçevrimli kontrolcü ile kontrol edilmiş ve frekans, genlik ve faz açısı gibitahrikleyici sinyal çıkış değişkenlerinin sistem cevabına etkileri incelenmiştir.Çoklu firar kenarı flapları kullanımının helikopter rotor titreşimlerini kontroliietmede etkisi incelenmiş ve kanat kökü yüklerini en aza indirecek tahrikleyiciçıkışını sağlayacak firar kenarı flapı kontrolcüsü tasarımına yönelik kurallar vetasarım ölçütleri belirlenmiştir. Geliştirilen aktif firar kenarı flaplı rotor kanadımodelinin, helikopterde rotordan kaynaklanan titreşimleri % 36'ya varanoranlarda azaltabileceği hesaplanmıştır.Bilim Kodu : 914.1.091Anahtar Kelimeler : Helikopter rotor kanadı titreşimleri, aktif firar kenarıflapı, aktif titreşim kontrolü, aeroleastik rotor kanadımodeliSayfa Adedi : 153Tez Yöneticisi : Doç.Dr. Şefaatdin YÜKSEL

Yatay levha üzerine yerleştirilmiş çeşitli şekillerdeki ince kanatçık dizilerinden doğal konveksiyon ile ısı transferinin sayısal analizi

YATAY LEVHA ÜZERİNE YERLEŞTİRİLMİŞ ÇEŞİTLİ ŞEKİLLERDEKİİNCE KANATÇIK DİZİLERİNDEN DOĞAL KONVEKSİYON İLEISI TRANSFERİNİN SAYISAL ANALİZİ(Yüksek Lisans Tezi)Önder YILMAZGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜOcak 2007ÖZETElektronik sistemlerin ve bir çok teknolojik uygulamanın soğutulmasında doğalkonveksiyonun önemli yeri vardır. Kanatçıklardan ısı transferlerininarttırılması için kanatçık geometrilerinin optimize edilmesi gerekmektedir. Buçalışmada çeşitli şekillerdeki kanatçıklar için doğal konveksiyonla ısı transferisayısal olarak incelenmiştir. Çalışmada kullanılan çeşitli kanatçıklarıngeometrilerini belirlerken taban ve kanatçık alanları sabit tutulmuştur.Bu çalışmada kanatçıklardan ısı transferi, laminer akış ile sürekli şartlarda, 3boyutlu modellenerek sayısal olarak incelenmiştir. Problemle ilgili diferansiyeldenklemler, sınır şartları, bir SAD (Sayısal Akışkanlar Dinamiği) programınagirilerek çözülmüştür. Problem geometrisinin modellemesinde GAMBIT 2.0,çözümünde FLUENT 6.0 paket programları kullanılmıştır.Altı değişik geometri ile yapılan bu çalışmada, doğal konveksiyon etkisindekikanatçıklar için probleme etkiyen parametreler belirlenmiştir. Buparametrelerin etkilerinin analizi sonucunda oluşturulan kanatçık şeklinin ısıtransferi açısından olumlu sonuçlar verdiği bulunmuştur. Bu sonuç, doğalnnnnnnnnnnnnnkonveksiyonla ısı transferi açısından yatay bir levha üzerindeki ince kanatçıkdizileri içerisinde, en iyi ısı transferini dikdörtgen şekilli kanatçığınsağlamadığını, optimum bir kanatçık şeklinin belirlenebileceğinigöstermektedir.Bilim Kodu : 914.1.065Anahtar Kelimeler : Doğal Konveksiyon, Kanatçık, SADSayfa Adedi : 102Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Mecit SİVRİOĞLU

Elektro-erozyon ile işlemede tel demeti elektrodun performansının deneysel ve teorik incelenmesi

Elektro erozyon ile işlemede (EEİ) karmaşık geometriye sahip kalıp ve modellerin kaba, yarı-kaba ve ince işlemeleri için ayrı ayrı elektrot yapılması, üretim maliyetlerini ve teslim sürelerini artırmaktadır. Elektrotların aşınması, üretim maliyetinin ve süresinin yüksek olması; bakır malzemeden dolu elektrot üretimi, streolitografi (SLA), toz metalürjisi (T/M) ve nokta yazıcılı elektrotla işleme yöntemi dışında elektrot yapımında daha farklı elektrot üretim yöntemlerinin kullanılmasını gündeme getirmiştir. Bu çalışmada, birbiriyle aynı veya farklı kesitlere sahip bakır tellerin, işparçasında işlenecek yüzeye benzer bir tel demeti halinde oluşturulmasına dayanan, Tel Demeti Elektrotunun (TDE) işleme performansı deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Çalışmada, tekli ve çoklu tellerle oluşturulan tel demetleri ile yapılan deneylerde vurum süresi ve boşalım akımının işleme performansına ve tel aşınmasına ve işparçası yüzey pürüzlülüğüne etkileri incelenmiştir.

AISI 4140 Çeliğin tornalanmasında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada, 50 mm çapında 250 mm boyunda AISI 4140 Çelik malzeme CNC Torna tezgahında işlenmiştir. Malzemeye farklı parametrelerle; 3 farklı kesme hızı, 3 farklı ilerleme miktarı ve 3 farklı talaş derinliğinde işleme deneyleri yapılmış ve yüzey pürüzlülük değerleri ölçülmüştür. Yüzey pürüzlülük değeri meydana gelecek oksit tabakasının ölçüm sonuçlarını etkilememesi için ölçümler deneylerden hemen sonra yapılmıştır. Yüzey pürüzlülük değeri 3 ayrı noktadan ölçülmüş ve değerlerin ortalaması alınmıştır. CNC makinesinde kesme işlemi kuru kesme şartları altında yapılmıştır. Tezgâh aynasında meydana gelen titreşim değerlerini ölçmek için aynaya yerleştirilmiş titreşim ölçme cihazı kullanılmıştır. Çalışmada işleme parametrelerinin matematiksel modelleri oluşturulmuş ve tornalama işleminde, yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili parametrenin ilerleme hızı, talaş derinliği ve ilerleme miktarının etki oranı belirlenmeye çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler: AISI 4140, CNC, Yüzey Pürüzlülük, Titreşim, ANOVA

Bir ameliyathane klima santrali tasarımı, termodinamik testleri ve analizi

Teorik olarak, bir ortamdaki mikroorganizma oluşumunun veya transferinin önüne geçilemez. Ancak, ortama filtrelenmişdüşük tanecik derişimine sahip taze havanın verilmesi ve ortamdaki kirli havanın alınmasıyla, tanecik sayısı istenilen düzeyde tutulabilir. Bunu gerçekleştirebilmenin en iyi yolu, uygun şartlara göre tasarlanmışbir havalandırma sisteminin kullanılmasıdır. Bu çalışmada, özellikle ameliyathane odalarının havalandırma sistemi tasarımı üzerinde durulmuştur. Aynızamanda, yapılan kabuller doğrultusunda ve tasarım kriterlerine bağlıkalarak, bir ameliyathane klima santralinde bulunan tüm donanımların (filtre, ısıtıcı, soğutucu, v.b.) hesapları ve seçimleri yapılmıştır. Bu hesaplamalardan sonra, değişik dışhava şartlarının soğutma kapasitesine olan etkisini ve teorik hesabın doğruluğunu görebilmek amacıyla bir deney düzeneği hazırlanmıştır. Hava tarafısoğutma kapasitesi ile akışkan tarafısoğutma kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Sonuçlar her iki ölçümün de birbirleriyle ve teorik hesapla uygun olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler : ameliyathane klima santrali, temiz oda,buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi

Desteklenmiş kompozit plakların sonlu elemanlar yöntemi ile burkulma analizi

Çok katmanlı elektronik elemanlarda ısı iletiminin sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, elektronik cihazların işlevi açısından hayati önemi haiz olan çiplerdeki ısı iletimi sayısal olarak hem iki boyutlu hem de üç boyutlu incelenmiş ve aktiflik oranına göre 2 W ila 15 W arasında çalışan bir çip için oluşan maksimum sıcaklıklar irdelenmiştir. Ticari hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) programları olan Fluent'le zamana bağlı ve yatışmış şartlarda sıcaklıkların değişimi incelenmiş, sıcaklık dağılımları elde edilmiş ve Ansys kullanılarak ısıl gerilme ve gerinme analizi yapılmıştır. Örnek olarak ele alınan çipin, 2 ?m altın ve 0,4 mm silikon olan iki tabakadan oluştuğu ve 1,5 mm x 1,5 mm boyutlarında olduğu düşünülmüştür. Taban sıcaklığının 300 K'de sabit tutulduğu, yan yüzeyler hem yalıtılmış hem de doğal konveksiyon sınır şartlarında, iki farklı durum için inceleme yapılarak sıcaklık dağılımları kontur grafikleri olarak verilmiştir. Sonuçların, malzemenin güvenilirliğini etkileyecek sınırlarda olup olmadığı ortaya konulmuş ve altının ya da silikon malzemenin kalınlığında yapılan değişikliklerin ve altın yerine bakır kullanılmasının sistemde oluşan maksimum sıcaklığa ve dağılıma etkileri araştırılmıştır. Silikon malzemenin kalınlığının artması sonucunda maksimum sıcaklığın arttığı, üst yüzey malzemesi olarak altın yerine bakır kullanıldığında ise elde edilen maksimum sıcaklıklar çok yakın değerlerde fakat daha yüksek oldukları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçların çip üretici firmaların bilgisayarlar için yaptıkları sıcaklık testlerinin sonuçları ile uyuştuğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler : Çiplerde Isı İletimi, Elektronik Cihazlarda Soğutma

Bor oksitten elementel bor tozu üretim parametrelerinin araştırılması

Bor, dogada tüm canlıların yasantısını devam ettirmesi için vazgeçilmez ve en yaygın kullanım alanına sahip olan elementlerden birisidir. Sanayinin en önemli temel taslarından olan bor ürünleri, katma degerinin çok yüksek olması nedeniyle Türkiye için çok önemlidir. Bor ile ilgi yapılmıs olan çalısmalar incelendiginde, bunların çogunun rafine ürün elde etmek yerine minerali islemek, bor oksit içerigini artırmak, üretim yöntemi gelistirmek ve sıcaklık, parçacık boyutu gibi parametrelerin üretime etkilerini arastırmak oldugu görülmüstür. Literatürde geçen elementel bor tozu üretim teknikleri; bor tuzlarının (KBF4) elektroliz ile indirgenmesi, uçucu bor halidlerin (BBr3) hidrojen ve tungsten teli yardımı ile indirgenmesi, bor hidrit (B2H6) ve bor halidlerin termal ayrısması olarak bilinmekte fakat bor üretim yöntemleri ile ilgili dünya genelindeki gizlilik nedeniyle tekniklerin ayrıntıları hakkında bilgi edinilememistir. Bu çalısma ile elementel bor tozu üretim yöntemlerine bir yenisi eklenmistir. Bu yöntem, elementel bor tozunu mekanik ögütme teknigi ile oda sıcaklıgında üretilebilecegini göstermistir. Bu amaçla v magnezyum (Mg) ve bor oksit (B2O3) tozlarının, atritör ve spekste farklı parametreler kullanılarak, ögütme sırasında reaksiyona girmesi saglanmıstır. Tepkimenin gerçeklesmesi ile elementel bor (B) ve magnezyum oksit (MgO) ürün olarak elde edilmistir. Farklı parametrelerde ögütülmüs olan numuneler XRD'de analiz edilmis ve elde edilen pik degerleri patern degerleri ile karsılastırılarak yorumlanmıstır. Elementel bor tozu tayini yapmak için iki numune ICPOES'de analiz edilerek 100 mg'lık numunede 11,7 mg (olması gereken: 15,17) elementel bor tozu tespit edilmistir. SEM ile magnezyum, bor oksit ve ögütülmüs iki numuneye ait fotograflar çekilmistir. Ayrıca SEM'de iki numune üzerinde haritalama yapılarak elementel bor ve magnezyumun renklendirilmis görüntüleri alınmıstır. Bu çalısma neticesinde magnezyum ve bor oksitin (toz/bilya oranı 1/48 ve 1/36, ögütme süresi 120 dk alınmak suretiyle) mekanik ögütülmesi ile bor oksit içindeki bor indirgenerek % 77'lere varan oranlarda elementel bor tozu üretilebildigi görülmüstür. Anahtar Kelimeler : Bor oksit, elementel bor, ögütme, speks

Bir havacılık tesisinde bulunan motor ve dişli kutuları test sisteminin plc kullanarak iyileştirilmesi

Bu çalışmada bir havacılık tesisinde bulunan eski bir test sisteminin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışma sonucu eski sistemin özellikle elektronik kısmının tamamen değiştirilmesi gerektiği ve mekanik sistemlerin nispeten yeterli olduğu görülmüştür. Havacılıkta kullanılan test cihazlarında istenilen hassasiyet, doğruluk ve hız son derece önemlidir. Geliştirilen test sisteminin ayrıca fayda ve maliyet analizi yapılarak, işletmeye olan katkısı değerlendirilmiştir. Bu proje uygulandığında mevcut test sistemi, T700 motorunun testlerini yapabilecek kabiliyete sahip olacaktır. Anahtar Kelimeler Türbinli motor test, PLC, Sensör, Modifikasyon

Esnek sistemlerin kayan kipli denetimi ve bir uydu modeline uygulanması

Bu çalısmada, belli formdaki dogrusal olmayan hareket denklemlerine sahip sistemler için yeni bir Kayan Kipli Denetim (KKD) yöntemi önerilmektedir. KKD tasarım yöntemi, dogrusal olmayan sistemin ardısık olarak dogrusal zamanla degisen sistemler olarak ele alınmasına dayanmaktadır. Bu ardısık dogrusal zamanla degisen sistem modelleri kullanılarak, kayma yüzeyi ve KKD tasarımı yapılmaktadır. Böylelikle dogrusal olmayan sistemler için kayma yüzeyi ve KKD tasarım problemi, çözümü çok daha kolay olan dogrusal zamanla degisen sistemler için kayma yüzeyi ve KKD tasarım problemine dönüstürülmektedir. Yöntemin yakınsama sartları verilmekte ve dogrusal zamanla degisen sistem için tasarlanan KKD'nin kararlılık analizi yapılmaktadır. Gelistirilen yöntem daha sonra esnek günes paneli kullanan bir uydu modelinin konum denetimine uygulanmaktadır. Aynı zamanda, tasarlanan denetci ile esnek panellerdeki titresimin baskılanması da gerçeklestirilmektedir. Anahtar Kelimeler: Kayan Kipli Denetim, Dogrusal Olmayan Sistemler, Kayma Yüzeyi Tasarımı, Esnek Sistemler, Titresim Denetimi.

Yapıştırma bağlantılı nanokatkılı kompozitlerin mekanik davranışlarının incelenmesi

Kompozit malzemelerin birçok uygulama alanlarında havacılık, inşaat, denizcilik sağlık, ulaşım vb. sektörlerde kullanılmasıyla beraber bu alanlarda ilerlemeler olduğu görülmektedir. Özellikle bu alanlarda kompozit malzemelerde meydana gelen hasarın iyileştirilmesi, malzemenin yeniden kazandırılması ve kullanılması amacıyla yapıştırma yoluyla bazı birleştirme teknikleri uygulanmaktadır. Bunun yanında yine uygulama alanlarında daha iyi mekanik performans göstermesi, mekanik özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla nanokompozit malzemeler kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada twill cam fiber takviyeli epoksi kompozit levhalar kullanılmıştır. Bu levhalar hem katkısız olarak hem de epoksi reçine içerisine nano kil, bor karbür ve grafen olmak üzere üç farklı oranda kullanılarak nano katkılı cam fiber takviyeli epoksi kompozit levhalar üretilmiştir. Nano katkı oranları ağırlıkça %0,75, %1 ve %1,25 olarak belirlenmiştir. Katkısız levhalar ve her üç nano katkılı tüm levhalar elle yatırma yöntem ile üretilmiştir. Bu levhalar 8 tabakalı ve 2 mm kalınlığında elde edilmiştir. Üretilen tüm levhalarda hasarsız, bindirme bağlantılı ve tek tesirli yamalı bağlantılı olmak üzere üç farklı geometride numuneler hazırlanmıştır. Bağlantı numunelerinde yapıştırıcı ve 3D yazıcı üretilmiş özel kalıplarla bağlantı şekli oluşturulmuştur. Hazırlanan tüm katkısız, nano kil, bor karbür ve grafen katkılı cam fiber takviyeli epoksi kompozit numuneler çekme testine tabi tutulmuşlardır. Yapılan bu deneysel çalışmada bindirme bağlantılı numunelerin, tek tesirli yamalı bağlantılı numunelere göre daha yüksek hasar yükü gösterdiği tespit edilmiştir. Bor karbür takviyesinin tüm çalışma numunelerinde çekme mukavemetini iyileştirmediğini, kil numunelerinde ise %1,25 katkı oranlı hasarsız numunede katkısız numunelere oranla %2,7, bindirme bağlantılı numunede %2,9 oranında ve tek tesirli yamalı bağlantılı numunede ise %3,7 oranında artış sağladığı tespit edilmiştir. Grafenin hasarsız numunesine kıyasla %1,25 katkı oranında ki tek tesirli bağlantı numunelerinde %1,26 oranında, bindirme bağlantılı numunelerde ise %10,49 oranında artış sağladığı tespit edilmiştir. Kil katkısının farklı oranlarda hem artırıcı hem azaltıcı etki gösterirken, bor karbür katkısının çoğunlukla hasar yükünü düşürdüğü tespit edilmiştir. Grafen katkısının ise tüm numunelerde %0,75 ve %1 katkı oranında hasar yükünde azalma, %1,25 katkı oranlı bindirme bağlantılı numunelerde, hasarsız bindirme bağlantılı numunelere göre %10,49, tek tesirli yamalı bağlantılı numunelerde ise yine hasarsız tek tesirli yamalı bağlantılı numunelere göre %1,26 oranlarında artış sağladığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada nano katkı türü ve oranıyla birlikte bağlantı geometrisinin titizlikle seçilmesinin, istenen mekanik performansa ulaşması için kritik öneme sahip olduğu tespit edilmiştir.

Nanokil katkılı kompozit levhaların mekanik özellikleri üzerinde gama radyasyon etkisinin araştırılması

Kompozit malzemeler, gelişen teknoloji ile beraber geleneksel malzemelere alternatif olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Kompozit malzemelerin kullanıldıkları alanlarda performans ve mekanik özeliklerini iyileştirmek için nanopartiküller epoksi reçine içine ilave edilerek nanokompozit malzemeler üretilmektedir. Özellikle kompozitlerin/nanokompozitlerin maruz kaldıkları çevresel şartlar, mekanik özellikler üzerinde etkili olmaktadırlar. Bu çevresel şartlar çoğu zaman su, nem, sıcaklık, radyasyon vb. olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada katkısız ve nano kil katkılı cam fiber takviyeli epoksi kompozit numuneler üretilmiştir. Gama radyasyonunun bu numunelerin mekanik özelliklerine etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Bu çalışmada nano malzemesi olarak nanokil kullanılmıştır. Nanokil oranları ise, epoksi reçine ağırlığına göre %0,75, %1 ve %1,25 oranlarında belirlenmiştir. Bu oranlara göre nano kil katkılı cam fiber takviyeli kompozit levhalar üretilmiştir. 8 tabakalı ve 2,1 mm kalınlığındaki levaların üretimi elle yatırma yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan hem katkısız hem de nanokil katkılı kompozitler, Co 60 ışınlama kaynağı tarafında 10 kGy ve 20 kGy dozlarında 1,75 ışınlama hızında ışınlamaya maruz bırakılmışlardır. Daha sonra bu numunelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için teste tabi tutulmuşlardır. Deneyler sonucunda, gama radyasyonuna maruz bırakılmayan %1,25 oranında nanokil katkılı cam fiber takviyeli epoksi kompozit numunelerinin çekme, basma, kayma mukavemetlerinin, elastisite ve kayma modülü değerlerinin, gama radyasyonuna maruz bırakılmayan katkısız numunelerin değerlerinden sırasıyla %2,5, %14,69, %11,6, %5,7, %24,7 oranlarında daha fazla olduğu belirlenmiştir. 20 kGy gama radyasyonuna maruz bırakılan %1,25 kil katkılı numunelerinin çekme, basma, kayma mukavemetleri ile elestisite ve kayma modül değerleri, 20 kGy gama radyasyonuna maruz bırakılan kil katkısız numunelerin değerlerine göre sırasıyla %1,6, %16,68, %4,48, %6,1, %43,7 oranlarında fazla olduğu elde edilmiştir. %1.25 nano kil katkılı numunelerin, 20 kGy gama radyasyonuna maruz bırakıldığında elde edilen çekme, basma, kayma mukavemetleri ile elastisite ve kayma modülü değerlerinin, 10 kGy gama dozuna maruz bırakıldığında elde edilen değerlere göre sırasıyla %0,93, %1,46, %10,01, %0,60, %3,85 oranlarında düşük olduğu tespit edilmiştir. Ancak gama radyasyon dozunun poisson oranını etkilemediği görülmüştür. Elde edilen sonuçların literatüre ve uygulama alanlarındaki kullanımına katkı sağlayacağını düşünmekteyiz. Anahtar kelimeler: Gama radyasyonu, Kompozit malzeme, Nanokil, Nanokompozit malzeme

Elektroerozyon ile işlemede polimer matrisli iletken toz takviyeli kompozit elektrot ile işlemenin deneysel ve teorik olarak incelenmesi

Bu çalışmanın amacı, elektroerozyon ile işlemede (EEİ) elektrot üretilebilirliğini kolaylaştırmak ve maliyetini düşürmek için, alternatif bir elektrot üretim yöntemi geliştirmektir. Bu amaç için, elde hazır halde bulunan modelden alçı, silikon, reçine v.b. bir kalıp yapılarak, daha önce hazırlanmış tutucu ve iletken dolgu malzemesinden oluşan karışımın bu kalıp içine dökülmesi ve katılaşması sağlanmıştır. Çalışmada, tutucu malzeme olarak polyester reçine ve iletkenliği sağlaması için dolgu malzemesi olarak dendritik şekilli saf bakır tozu, grafit tozu ve bunların karışımı kullanılmıştır. Karışımın, döküldüğü kalıpta kısa sürede sertleşerek rijit hale gelmesi için, hızlandırıcı ve dondurucu olmak üzere iki farklı kimyasal madde kullanılmıştır. İş parçası işleme (İİH) ve elektrot aşınma hızlarını (EAH) karşılaştırarak en uygun elektrot tipini belirlemek amacıyla, serbest bakır-polyester (N-B/P), sıkıştırılmış bakır-polyester (S-B/P), pişirilmiş bakır-polyester (P-B/P), pişirilmiş bakır-grafit-polyester (P-B/G/P) ve sıkıştırılmış bakır-grafit-polyester (S-B/G/P) olmak üzere beş farklı tip kompozit elektrot üretilmiştir. İşleme sonrası İİH, EAH ve bağıl aşınma (BA) değişimleri her tip elektrot için grafik halinde gösterilmiştir. Elektrotların (N-B/P, S-B/P ve P-B/P tipleri için) elektriksel karakteristiklerini çıkarmak için, işlemede kullanılmış elektrotlardan disk şeklinde numuneler hazırlanarak elektriksel dirençleri ölçülmüş; bu veriler kullanılarak elektrotların elektriksel iletkenlikleri hesaplanmıştır. Elektrotların eşik (perkolasyon) konsantrasyonları, eşik iletkenlikleri, doyma sınırları ve şekil faktörleri karakteristik iletkenlik-konsantrasyon denklemleri ile gösterilmiştir. Çalışmada, pratik uygulamaya en uygun olan P-B/P kompozit elektrotların performansının dolgu malzemesi tane boyutu ile olan ilişkisi incelenmiştir. Ayrıca, kompozit elektrotların İİH ve EAH karakteristiklerinin, dolgu malzemesi konsantrasyonu ve tane boyutu ile olan ilişkileri matematiksel denklemler olarak türetilmiştir. Bu çalışma, tutucu malzeme olarak ortoflatik polyester ve dolgu malzemesi olarak bakır tozundan üretilen kompozit elektrotun EEİ'ye uygulaması olarak bir ilktir.

TIG kaynağı ile birleştirilen saf titanyum(GR2) ve alüminyum 2024 malzemesinin kaynak kalitesinin mekanik özelliklere etkisinin belirlenmesi

Titanyum içeren malzemeler üstün mekanik özellikleri nedeniyle yüksek teknoloji içeren alanlarda kullanılmaktadır. Özellikle havacılık ve uzay sanayi gelişimine paralel olarak kullanımı yüksek teknoloji içeren sanayi ürünlerinde artmıştır. Titreşimli ve yüksek ısıya mukavemet gerektiren bileşen parçalarında yüksek oranda kullanılmaktadır. Kimya, savunma, uzay ve elektrokimya sektörleri asıl kullanım noktalarıdır. Alüminyum alaşımları da aynı şekilde sanayinin gelişimine paralel olarak kullanım alanı artış göstermiştir. Özellikle hafifliği ve korozyon dayanımı bunun en önemli sebeplerindendir. Korozyona karşı dayanımı malzemeyi havacılık sanayisi için kıymetli bir metal haline getirmiştir. Ayrıca otomobil sanayisi gibi alanlarda da kullanımı çok fazladır. Şekil verilebilirliğinin yüksek olması sanayide kullanımını artırmıştır. Bu çalışmada Titanyum (GR2)ve Alüminyum TIG kaynağı uygulanarak birleştirilmiştir. Kaynak işlemi 30,40 ve 50 A akım ve her bir akım için de 10,14 ve 18 Hz pulse frekansı uygulanarak ile yapılmıştır. Akabinde elde edilen 9 adet numuneye çekme testi, x-ray testi ve sertlik testi uygulanmıştır. Elde edilen verilere göre akımın ve frekansın kaynağın mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Anahtar Kelimeler:TIG Kaynağı, GR2, Al 2024

Ankara metro trenlerinde katı ve sıvı yağlamanın tekerlek aşınmasına etkisinin deneysel incelenmesi

Metro ve demiryolları isletmelerinde ray-tekerlek asınmalarını azaltmak amacıyla yaglama yapılmaktadır. Günümüzde tekerlek (boden) yaglama sistemleri ve yagları için herhangi bir standart olusturulmamıstır. Yapılan çalısmalarla çesitli tipte yaglama sistemleri ve yaglar gelistirilmistir. Fakat hangi yaglama sisteminin ve yagların hangi isletmelerde daha verimli olacagı bilinmemektedir. Yapılan bu çalısmada katı yaglama ile yaglamasız ve sıvı yaglama ile katı yaglama sistemleri karsılastırılmıs, tekerlek asınmaları belirli bir süre gözlenmistir. Yapılan ilk deneyde sabo frenleme sistemine sahip Ankara Metrosunda sıvı yaglamanın uygulanabilirligi testleri yapılmıstır. Yapılan gözlemler ve alınan sonuçlardan Ankara Metrosunda sıvı yaglamanın uygulanabilirligi tespit edilmistir. Deneyin ikinci asamasında tekerleklerine yaglama yapılmayan tren (11) ile tekerleklerine katı yaglama yapan tren (29) tekerlek asınmaları yeraltı CNC tekerlek tornasında ölçülerek karsılastırılmıstır. Elde edilen ölçüm sonuçlarından katı yaglama yapan trende tekerlek ömrünün yaglama yapmayan trene göre en az %70 uzadıgı tespit edilmistir. Deneyin üçüncü asamasında katı yaglama yapan tren (29, 3029) ile sıvı yaglama yapan tren (11, 3011) tekerlek asınmaları fotograflarla ve yeraltı v CNC tekerlek tornasında yapılan ölçümlerle takip edilmistir. Elde edilen sonuçlardan katı ve sıvı yaglamada tekerlek asınmaları birbirine çok yakın degerlerde çıkmıstır.

Hava perdeli bir ticari soğutma kabininin sayısal analizi

Hava perdeleri özellikle isyerlerinde ve perakende satıs yapan süpermarketlerde iç ortam ile dıs ortam arasında bir bariyer olarak kullanılan sistemlerdir. Bu iki ortam arasındaki hava degisiminin minimum düzeyde tutulması hem ortam hava kalitesi hem de enerji tasarrufu açısından büyük önem arz etmektedir. Dıs ortam ile iç ortam arasındaki hava degisiminin minimum düzeyde olması ısı transferini azalttıgı gibi, ortamdaki mevcut nem dengesinin de sabit kalmasını saglar. Bu proje kapsamında, ticari amaçlı bir sogutma kabininin sayısal analizi yapılmıstır. Kullanılan sayısal metotta sayısal akıskanlar dinamiginin bir paket programı olan PHOENICS'den yararlanılmıstır. Çalısmanın ilk kısmında sogutma kabinleri, sayısal akıskanlar dinamigi ve PHOENICS ile ilgili gerekli literatür arastırması yapılmıstır. Çalısmanın ikinci kısmında ise, sınır sartları ve diger fiziksel özellikleri bilinen tek jetli bir ticari sogutma kabini için gerekli Ql kütügü yazılmıs, vektör ve sıcaklık dagılımlarının grafikleri Photon'dan çıkarılmıstır. Elde edilen sayısal sonuçlar deneysel sonuçlarla karsılastırılmıs ve aralarındaki uygunluk belirlenmistir. Daha sonra mevcut kabin üzerinde iki ve üç jetli durumlar için sogutma gücü esas alınarak yeniden yapılan modellemede, mevcut sistemler içerisinde optimum jet sistemi ve fiziksel sartlar belirlenmistir. Son olarak her üç sistem içinde elde edilen optimum sartlarda, ortam havasının sıcaklıgı ve hızı degistirilmek suretiyle durumlar arası karsılastırmalar yapılmıstır. Yapılan tüm bu CFD analizleri neticesinde elde edilen sonuçların deneysel sonuçlara yakın oldugu ve üç jetli sogutma sistemlerinin kabin içinde ürünlerin muhafaza edilmesi için istenilen sıcaklık degerlerinin saglanmasında zaman zaman biraz daha fazla sogutma gücü gerektirdigi görülmüs olsa da, özellikle kabin içinde homojen bir sıcaklık dagılımı olusturmasından dolayı en ideal sistemler oldugu tespit edilmistir.

Helikopterlerde kullanılan kablo kesme sisteminin deneysel incelemesi ve bilgisayar ortamında benzetimi

Hava hatlarında kullanılan tel ve kablolar alçak irtifada uçan helikopterler için büyük tehlike teşkil etmektedir. Meydana gelen helikopter kazalarının %25'i helikopterin kabloya veya benzeri bir engele çarpması sonucunda olmaktadır. Bu nedenle helikopterlerde kablo kesme sistemi kullanılmaktadır. Kablo kesme sisteminin etkinliği, uçuş güveliği açısından önemlidir. Kablo kesme sisteminin etkinliğinin denenmesi zordur ve yüksek maliyetli deney düzeneklerini gerektirir. Bu alanda bilgisayar destekli mühendislik yazılımlarından da faydalanılabilir. Bu çalışmada, kabloların mekanik kesilme olgusu analitik olarak incelenmiş ve seçilen kabloların ve bunlara ait tellerin kesilmesi için gereken enerji miktarı belirlenmiştir. Analitik incelemenin yanı sıra, bir kablo kesme sistemi, Charpy deney cihazına uyarlanmıştır. Seçilen kablolar ve bunların telleri bu düzenekte kesilerek kesme enerjileri tespit edilmiştir. 2 ABAQUS© 6.6.1 yazılımı kullanılarak Charpy testlerinin benzetimi (simülasyonu) yapılmıştır. Deneysel ve sayısal sonuçların uyumluluğu, kablo kesme sistemlerinin etkinliğinin bilgisayar destekli mühendislik yazılımları kullanılarak belirlenebileceğini, göstermektedir.

Laminar karışık taşınım şartlarında akıma paralel kanatçıklar yerleştirilmiş kapalı kanallarda ısı transferinin sayısal ve deneysel incelenmesi

Sistemlerin uygun tasarımı ve güvenli çalısması için ısı transferinin oldukça büyük önemi vardır. Birçok sistemin performansını ve güvenli çalısmasını etkileyen önemli parametrelerden biri, sistemin sıcaklığıdır. Sistemlerde olusan enerjinin tasınım yoluyla dısarıya atılmasında ya da sistemlerin soğutulmasında kanatçık dizilerinden yararlanılmaktadır. Amaç, olabildiğince büyük ısı transfer yüzey alanı kullanarak ısı transferinin iyilestirilmesidir. Bu çalısmada, laminar karısık tasınım sartlarında akıma paralel kanatçıklar yerlestirilmis kapalı kanallarda ısı transferi sayısal ve deneysel olarak incelenmistir. Deneylerde, sabit ısı akısı ısıl sınır sartı ve akıskan olarak hava kullanılmıstır. Deneysel çalısmada Reynolds sayısı aralığı 250

Farklı derece gün bölgelerindeki yapıların optimum yalıtım kalınlıklarının enerji ve çevresel etki analizi

TS 825'e göre dört farklı derece gün değerine sahip, Antalya, Diyarbakır, Konya ve Kars illerine ait optimum yalıtım kalınlıkları belirlenmiştir. Hesaplama da yalıtım malzemesi olarak ekspanded polistren sert köpük (EPS), ekstrüde polistren köpük (XPS), cam yünü ve taş yünü, yakıt olarak doğal gaz, kömür ve fuel-oil kullanıldığı durumlar karşılaştırılmıştır. Dış duvara yalıtımın uygulanması durumunda ekonomik geri ödeme süreleri ve çevresel etki değerleri hesaplanmıştır. Yapılan ekonomik ve yaşam döngü değerlendirme analizlerinde binalarda ısıtmada kullanılan doğalgaz, fuel-oil ve kömür yakıt türleri arasında, Antalya, Diyarbakır, Konya ve Kars illeri için en uygun yakıt türünün doğalgaz ve en uygun yalıtım malzemesinin Antalya ili için taş yünü, Diyarbakır, Konya ve Kars ili için taş yünü veya cam yünü olacağı tespit edilmiştir. Yakıt olarak doğalgaz, yalıtım malzemesi olarak cam yünü izolasyon malzemesinin kullanılmasına göre Antalya, Diyarbakır, Konya ve Kars illerinin optimum yalıtım kalınlığı sırasıyla 0.049, 0.076, 0.09 ve 0.12 m, geri ödeme süreleri 2.68, 1.9, 1.65 ve 1.27 yıl olarak tespit edilmiştir. Aynı durumlar için, önlenebilir çevresel etki değerleri 11.24, 24.01, 33.76 ve 59.41 kgCO2 ve küresel ısınma potansiyeli değerleri 3.43, 5.6, 6.28 ve 8.83 kgCO2'dir. Anahtar Kelimeler: Isıtma derece-gün; Optimum yalıtım kalınlığı, Çevresel etki değeri

Akışkan yatak içerisindeki gaz-katı iki fazlı akışın hidrodinamiğinin sayısal olarak incelenmesi

Akıskan yataklarda, yanma ve emisyon davranısları en basta yatak hidrodinamiği tarafından belirlenmektedir. Akıskan yatakların hidrodinamiği, gaz-katı iki fazlı akıs modelini ve etkilesimlerini açıklayan bir mekanizmadır. Bu çalısmada, soğuk model bir akıskan yatak içerisindeki, gaz-katı iki fazlı akısın hidrodinamiği PHOENICS sayısal akıskanlar dinamiği (SAD) paket programı kullanılarak incelenmistir. Model olarak, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Bölümü Isıl Güç Laboratuarında bulunan soğuk model akıskan yatak test sistemi baz alınmıs ve partikül yoğunluğunun, yüzeysel gaz hızının ve partikül çapının akıs hidrodinamiğine etkileri incelenmistir. Belirlenen bazı kesitlerde gaz ve katı hızı akıs vektörleri, basınç ve katı fazı bosluk kesri konturları, kolon içerisindeki gaz hızının radyal dağılımları, katı hızının radyal dağılımları, yerel katı kütle akılarının radyal dağılımları ve katı fazı bosluk kesrinin radyal dağılımları gösterilmistir. Partikül yoğunluk değisimi, yüzeysel gaz hızı değisimi ve partikül çapı değisimi ile akıskan yatak içerisindeki katı dolasım oranının oldukça fazla etkilendiği görülmüstür.

Akışkan yataklı kömür yakma sistemlerinde otomatik kontrol tasarım ve uygulaması

Bu yüksek lisans tezinin amacı, dolaşımlı akışkan yataklı laboratuar ölçekli kömür yakma sisteminde belirlenmiş bir algoritmayı kullanarak verimli ve düşük emisyonlu yanmayı sağlamaktır. Akışkan yatakta verimli bir yanma sağlanabilmesi için hava ve kömür oranının; yatak malzemesine, yatak sıcaklığına ve emisyonlara bağlı hesaplanması gerekmektedir. Yanma odasına verilmesi gereken hava miktarı öncelikle hidrodinamik özelliklere, yakıtın özelliklerine, havadaki nem miktarına, dış sıcaklığa ve hava basıncına göre değişebilmektedir. Genellikle yanma sırasında, fazla miktarda hava yanma sıcaklığının düşmesine neden olur. Düşük hava miktarı ise tamamlanmamış yanmaya ve böylece CO ve hidrokarbon oluşumuna neden olur. Kömür yakma sistemlerinde, özellikle Akışkan Yatakta otomatik kontrol en önemli proseslerdendir. İyi tasarımlanmış bir otomatik kontrol sistemi, sistemin devrede kalmasını ve istenen verimi sağlamasını garanti altına alır. Laboratuar ölçekli dolaşımlı akışkan yataklı sistem reaktörüne ve bacaya yerleştirilmiş sensörler yardımı ile reaktörden ve baca gazından gerekli verileri toplayarak elde edilen sinyaller ile önceden belirlenmiş bir algoritmaya bağlı olarak, geri bildirim sinyalleri oluşturmak ve böylece, kömür besleme motorunu ve hava akış fanını kontrol etmek amaçlanmıştır. Yanma verimini etkileyen parametrelerin tespit edilmesi ve incelenmesi algoritmayı oluşturmada öncelikli işlerdendir. Yakıt kaynaklı ve yakma sistemi kaynaklı etkiler yanmayı doğrudan etkilemektedir. Doğru çalışmakta olan bir sistem kurulduktan sonra yakıt boyutlu engeller aşıldığında sistem verimli yanma yolunda çalışmaktadır. DAY yakma sistemlerinin verimi oldukça yüksektir. Yanmanın 3 koşulunu gerektiği gibi sağlayabilecek yapıya sahip olan bu yakma sistemleri, emisyon değerlerini belirtilen sınırlar dahilinde tutmak için ilave filtre tesislerine ihtiyaç göstermezler. Dolayısı ile kurulum maliyeti açısından sağlanan bu avantaj, sistemi diğer yakma sistemleri ile kıyaslandığı zaman ön plana çıkaran en büyük faktörlerden biridir. Bu tez kapsamında üzerinde çalışılan sistem, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Isıl Güç Laboratuarında bulunmakta olan laboratuar ölçekli, son yenilemeler ile birlikte kapasitesi 250kW'a yükseltilmiş olan DAY yakma sistemidir. Reaktör üzerinde 2 adet diferansiyel basınçölçer, 3 adet termo eleman ve bacada bulunan bir Zirkonyum Oksijen Sensörü ile gerekli ölçümler sürekli olarak yapılmaktadır. Sonrasında algoritmanın yüklü olduğu işlemciye ulaşan bu değerler işlenerek gerektiğinde kömür besleme motorunun frekansı, gerektiğinde hava besleme fanını kontrol eden motorun frekansı, yükseltilerek veya azaltılarak; sıcaklık, basınç düşümü ve baca gazındaki fazla oksijen miktarı set değer aralığında tutulacak şekilde kontrol sağlanmaktadır.

Akış kanalı içerisindeki engelleyici blokların proton aktaran membran yakıt hücresi karakteristiklerine etkisi

Bu tez, gaz akış kanallarına engelleyici bloklar yerleştirilmiş tek hücreden oluşan proton aktaran membran (PEMFC) yakıt hücresinin içerisinde gerçekleşen aktarım olaylarının, Fluent PEMFC modülü kullanılarak simülasyonunu ve simülasyon sonuçlarının literatürdeki verilerle karşılaştırılmasını içermektedir. PEMFC anot ve katot tarafı için dört tabaka; akım toplayıcı tabaka, gaz kanalı, gaz difüzyon tabakası ve katalizör tabaka ve anot ile katot arasında bulunan membran dahil dokuz tabakadan oluşmaktadır. Simulasyon sonuçları - basınç, H2, O2 ve H2O tür mol kesirleri, elektrik potansiyeli, akım yoğunluğu ve hız ? yakıt hücresi kanal geometrisinin giriş, orta ve çıkış kesitlerinde 2-Boyutlu olarak sunulmuştur. İncelenen her bir durum için kutuplaşma eğrileri oluşturulmuş ve parametrelerin kutuplaşma eğrileri üzerine olan etkileri analiz edilmiştir. Bunun yanı sıra, modelin geçerliliğini ispatlamak amacıyla altı durum için kutuplaşma eğrileri oluşturulmuş; sayısal ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır.

Eksenel yük altındaki ortasında delik bulunan kompozit levhada değişik sıcaklıklarda oluşan gerilmelerin deneysel ve sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi

Çalışmada düzlemsel yüklenmiş üzerinde dairesel delik bulunan AS4 karbon fiber takviyeli kompozit malzemenin elasto-plastik analizi oda sıcaklığında ve oda sıcaklığından yüksek sıcaklıklarda deneysel ve sonlu elemanlar metodu ile gerçekleştirilmiştir. Malzeme ortotropik ve açılı simetrik olarak kabul edilmiştir. Elasto-plastik analizde Tsai-Hill akma kriteri kullanılmıştır. Her iki yöntemle elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Kompozit malzemenin dayanımının sıcaklıkla değiştiği ve ANSYS sonlu elemanlar yöntemi ile deney sonuçlarının birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Kompozit malzemenin mukavemetinin sıcaklıkla değiştiği ve maksimum gerilmelerin numunenin delik kenarlarında oluştuğu gözlemlenmiştir.

Düşük lüle plaka mesafelerinde çarpan hava jetinin oluşturduğu ısı transferinin sayısal olarak incelenmesi

Düsük lüle plaka aralıklarında çarpan hava jetinin ısı transferi özellikleri, PHOENICS paket programı kullanılarak sayısal olarak incelenmistir. Nusselt sayısının düsük lüle plaka mesafeleri ve Reynolds sayısı ile nasıl değistiği bu sayısal çalısmada arastırılmıstır. Lüle plaka açıklığı arasındaki ivmelenen akıskanın etkileri ile birlikte yerel hava akımındaki önemli artıs, düsük lüle plaka mesafelerinde yüksek ısı transferine sebep olur. Yerel ısı transferinde iç ve dıs tepe noktası tarafından çevrelenmis bir durgunluk noktası minimumu, z/d=0,25 den daha küçük lüle plaka aralıkları için gözlemlenmistir. Bu birincil ve ikincil maksimumlar sırasıyla, jetin çıkısındaki ivmelenmis radyal akısla ve hava akımında gözlemlenmis bir yerel maksimumla açıklanmaktadır. Anahtar Kelimeler : Çarpan hava jeti, PHOENICS, düsük lüle-plaka mesafesi sayısal akıskanlar dinamiği (SAD)

İçinde enine kanatçıklar bulunan kapalı hacimlerde ısı transferi ve akışın sayısal analizi

Bu çalısmada yan duvarlara monte edilmis enine bölmeler bulunan kapalı bir hacim içindeki dogal konveksiyon ısı transferinin sayısal analizi yapılmıstır. ki yan duvar birbirlerinden farklı sabit sıcaklıklarda tutulurken, alt ve üst duvarlar yalıtılmıstır. Problemi sayısal olarak çözmek için, diferansiyel denklemler, sonlu kontrol hacimlerinde integre edilerek cebirsel denklemlere dönüstürülmüstür. Cebirsel denklemlerin çözümü için, SIMPLE algoritması esas alınarak bir bilgisayar programı gelistirilmistir. Diferansiyel denklemlerin çözümünden elde edilen hız ve sıcaklık dagılımları kullanılarak, bölme uzunlugunun, bölme sayısının ve bölmelerin ısı iletim katsayısının, akıskan hareketi ve ısı transferi üzerindeki etkisi arastırılmıstır. Analizler sonucunda ortalama Nusselt sayısının, Rayleigh sayısı, bölme sayısı, bölmelerin ısı iletim katsayısı ve bölme uzunluguna baglı olarak degistigi görülmüstür. Bölme ısı iletim katsayısının ve / veya Rayleigh sayısının artısıyla, ısı aktarımı sürekli artmıstır. Anahtar Kelimeler : Isı geçisi, dogal tasınım, kapalı hacimler

Pim ile birleştirilmiş tabakalı kompozit plakalarda eksenel yük altında gerilme ve yer değiştirme analizi

Bu araştırmanın amacı, üzerinde farklı sayıda pim deliği (1 delik, 2 delik, 4 delik) bulunan, farklı geometrilere sahip karbon elyaf - epoksi malzemeden oluşan ortotropik kompozit plakalarda, sabit çeki yükü altında oluşan deformasyon ve delik etrafında oluşan gerilme ile uzama miktarlarını incelemektir. Kuvvet uygulanan plakalar, [02/45/02/-45/902]s dizilimine, 2,5 mm kalınlığa ve hacimce yaklaşık % 65 fiber yüzdesine sahiptirler. Bütün plakalara sabit 11 kN çeki yükü uygulanmıştır. Üç farklı şekil için parametreler belirlenmiştir. Bunlardan ilki, üzerinde tek pim deliği bulunan kompozit plakadır. Bu bölümde incelenen farklı geometri sayısı 12 olup, 2 farklı delik mesafe parametresinden (Plakanın uç kısmının deliğin çapına oranı E/D: 3,4,5; parçanın eninin deliğin çapına oranı W/D: 2,3,4,5) oluşur. İkinci şekil, üzerinde iki pim deliği bulunan kompozit plakadır. Bu bölümde incelenen farklı geometri sayısı 36 olup, 3 farklı delik mesafe parametresinden (Plakanın uç kısmının deliğin çapına oranı E/D: 3,4,5; plakanın üst kısmı ile deliğin merkezi arasındaki uzaklığın, deliğin çapına oranı K/D: 2,3,4; iki delik arasının, delik çapına oranı M/D: 2,3,4,5) oluşur. Üçüncü şekil, üzerinde dört pim deliği bulunan kompozit plakaya aittir. Bu bölümde incelenen farklı geometri sayısı 27 olup, 3 farklı delik mesafe parametresinden (Kenar mesafesinin delik/pim çapına oranı E/D:2,3,4; boylamasına delik mesafesinin delik/pim çapına oranı F/D:2,4,6; enlemesine delik mesafesinin delik/pim çapına oranı G/D:2,4,6) oluşur. ANSYS 10.0 sonlu elemanlar programı kullanılarak, ortotropik kompozit malzemeye uygulanan 3 farklı geometri serisi için elde edilen pim deliği etrafındaki maksimum gerilme değeri, pim deliği etrafındaki maksimum uzama değeri ve parça boyunda meydana gelen maksimum uzama değerleri, aynı şartlar altında izotropik alüminyum malzemeye uygulanmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Karbon lifler, kompozit malzemeler, gerilme analizi, yer değiştirme analizi, sonlu elemanlar

Çarpan akışkan jetleri kullanılarak elektronik elemanların soğutulmasının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Çarpan jetlerin akış ve ısı transferi özellikleri, jet çıkış geometrisinden jet çıkışındaki hız profiline, jet ile plaka arasındaki mesafeden jet içerisindeki türbülansa, çarpma plakası geometrisinden jet ile plaka arasındaki sıcaklık farkına kadar birçok parametreye bağlı olarak değişmektedir. Bu çalışmada ilk olarak, jet ile çarpma plakası arasındaki sıcaklık farkının yerel ve ortalama ısı transferine etkisi Re =250-10000, jet plaka mesafesi H/D=2-12 aralığında deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Bahsedilen sıcaklık farkının özellikle küçük jet hızlarında ortalama ısı transferi üzerinde %35'e varan oranlarda etkili olduğu ve kaldırma kuvveti etkisiyle oluşan akışın yerel ısı transferini çarpma plakasının değişik bölgelerinde arttırdığı veya azalttığı gözlemlenmiştir. Çarpma plakası üzerinde elde edilen Nu sayıları plaka boyunca doğrusal olmayan bir şekilde değişmektedir. Bahsedilen değişimin belirli aralıklarla ısıl çiftler kullanılarak belirlenmesi özellikle küçük jet çaplarının kullanıldığı durumlarda mümkün olmamaktadır. Bu değişimin jet çıkış geometrisinin bir fonksiyonu olarak her noktada v belirlenebilmesi için sıvı kristal sıcaklık ölçüm tekniği kullanılarak dairesel, eliptik ve dikdörtgen kesitli 9 farklı jet geometrisi için deneyler yapılmıştır. Dairesel jetten farklı eliptik ve dikdörtgen geometrilerin özellikle durma bölgesinde pasif bir ısı transferi arttırım mekanizması olarak kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Dairesel ve eliptik jetin akış alanı jet geometrisinin ve jet ile plaka arasındaki mesafenin bir fonksiyonu olarak ayrıntılı Lazer Doppler Anemometrisi (LDA) ve basınç ölçümleriyle belirlenmiştir. Eliptik jetlerde eksen kayması olduğu ve dairesel jetten daha küçük potansiyel öz uzunluğuna sahip oldukları belirlenmiştir. Jet çıkışından başlayıp plaka sonuna kadar elde edilen hız ve türbülans verilerinin, maksimum ısı transferi konumunun belirlenmesine yönelik Re=100-10000 ve H/D=2- 12 aralığında gerçekleştirilen parametrik sayısal çalışma sonuçlarıyla birlikte incelenmesi sonucunda, elde edilen ısı transferinin plaka üzerinde jetin ivmelenmesi ve jet içerisindeki türbülans yoğunluğu ile ilgisi olduğu belirlenmiştir. Çarpan jet akışı sayısal modellemeye uygun basit geometrisi ve karmaşık akış özellikleri göstermesi sebebiyle bir çok farklı türbülans modelinin test edilmesi için çok uygun bir akıştır. Düşük Re sayılı Lam- Bramhorst k-? türbülans modeli dairesel, eliptik ve dikdörtgen kesitli türbülanslı jetlerin modellemesinde test edilmiştir. Sonuç olarak modelin ısı transferini çarpma plakası üzerinde her noktada belirlemede yetersiz kaldığı ancak durma noktasından itibaren genel değişimi yakalayabildiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler : Çarpan jet, LDA, sıvı kristal, ısı transferi

Dolaşımlı akışkan yatakta düşük sıcaklıklarda orman ürünlerinden oluşan gaz ürünlerin deneysel incelenmesi

Tüm fosil ve yenilenebilir enerji kaynakları günes kökenlidir. Güneste olusan hidrojen fizyon reaksiyonları ile açıga çıkan enerji ısıma yoluyla uzaya yayılmakta, bu enerjinin dünyamıza ulasabilen kısmı fotosentez ve metabolizma süreçlerinde rol oynamaktadır. Bitki yaprakları havadan karbondioksiti, yerden suyu ve mineralleri alarak bünyesindeki mineral kökenli katalizör etkisi ve günes ısınımı enerjisi ile bitkisel hidrokarbonları (CmHn) üretmekte ve çevreye oksijen vermektedir. Bitkisel hidrokarbonlar, canlılar tarafından tüketilerek metabolizma süreçleri ile metabolik hidrokarbonlara ve yaga dönüsmektedir. Bitkisel ve hayvansal hidrokarbonlar çesitli tektonik hareketler sonunda yer altında yüksek sıcaklık ve basınçlarda kalarak, milyonlarca yıl süren karbonizasyon süreçleri ile katı (kömür), sıvı (petrol) ve gaz (dogalgaz) fosil yakıtların olusumunu saglanmaktadır. Bu baglamda fosil yakıtlar tekrar olusum döngüsü milyonlarca yıl süren bir bakıma yenilenemeyen enerji kaynaklarıdır. Yeniden olusum döngüsü, çok daha kısa, yüz yılın altıda, olan fotosentezle olusan bitkisel hidrokarbonlar ve hayvansal metabolik hidrokarbonlardan olusan enerji kaynakları ise yenilenebilir enerji kaynakları olarak isimlendirilebilir. Bitkisel ve hayvansal, fosillesmemis artıklardan ya da v kalıntılardan olusan bu enerji kaynaklarına genel olarak biyokütle denilmektedir. Bu arastırmada, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Isıl - Güç laboratuarının altyapısı ve bilgi birikimi kullanılarak çam, gürgen agaç talası ve gürgen agaç kabugu gibi biokütlelerin gazlastırılması için dolasımlı akıskan yataklı gazlastırma sistemi tasarımlanmıs ve imal edilmistir. Baslangıçta gazlasma da buhar kullanımı öngörülmüs, gerekli kaynak saglanamadıgı için, buhar kullanmaksızın gazlastırma arastırmaları yapılmıstır. Gazlastırma ısı kaynagı olarak yatak dıs yüzeylerine konumlanan elektrikli ısıtıcılar ve biyokütlenin eksik yanma ısıları kullanılmıstır. Gazlasma derecesini belirlemek için brüt gazlasma verimi tanımlanmıstır. Sisteme verilen elektrik enerjisi dikkate alınmayarak, birim biyokütle basına üretilen sentetik gaz ısıl degeri, birim biyokütlenin alt ısıl degeri olarak kabul edilmistir. Tez çalısması, çam, gürgen agaç talası ve gürgen agaç kabugu üzerine yapılmıs, yapılan ölçüm ve hesaplamalar sonucunda, çam, gürgen agaç talası ve gürgen agaç kabugunun gazlasma verimleri sırasıyla %26,1, %26,7, %9,9 bulunmustur. Buradan da görüldügü gibi biyokütle gazlasma potansiyelinin en az yararlanılan gürgen agaç kabugu, en fazla yararlanılan gürgen agaç talasıdır. Bunun nedenleri incelenmis, bu biyokütlelerde gazlasma verimlerini artırılması ile ilgili yapılması gerekenler irdelenmistir. Anahtar Kelimeler : Gazlastırma, akıskan yatak, biyokütle.

Rulo kırığının incelenmesi

Sac üretiminde karşılaşılan haddeleme sonrası görülen hatalardan biri de rulo kırıklarıdır. Rulo kırıkları, sıcak haddelenmiş düşük karbonlu çelik bobinlerin kesme hatlarında açılması sırasında haddeleme yönüne dik olarak düzensiz aralıklarla ve değişik şiddette ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmanın amacı rulo kırığı hatalarının oluşma sebeplerinin ve tane büyümesinin rulo kırığı üzerinde ne kadar etkili olduğu göstermektir. Çalışmalar; karakterizasyon testleri ve sonlu elemanlar analizlerini içermektedir. SEM görüntüleri ile tane boyutları arasındaki karşılaştırmalar sonucunda, yüksek sıcaklığın uzun süre etkidiği rulonun iç kısımlarında tane yapısında büyüme gözlenmiştir. Tane boyutu büyük olan kısımlar daha düşük gerilmelerde deformasyona uğrayacağı göz önüne alındığında rulonun iç kısımlarında rulo kırığı kusurunun gözlenme olasılığı daha yüksektir. Rulonun çap değeri arttıkça soğuma hızı da o oranda azalmaktadır. Soğuma hızının düşmesi yüksek sıcaklığın rulo üzerine daha uzun süre etkimesi demektir. Bu da tane çapının irileşmesine, dolayısıyla da rulo kırığı oluşma riskinin artmasına sebebiyet vermektedir. Anahtar Kelimeler : Rulo, kırık

Yeni nesil 3D tasarım uygulamalarında malzeme seçim kriterlerinin belirlenmesi

Malzeme seçimi, tasarımda en önemli unsurlardan biridir. Uygulamada ihtiyaca cevap verebilecek en uygun malzemenin seçimi oldukça zordur. Eğer tasarım sürecinde yanlış malzeme seçersek bu ilerleyen zamanlarda nihai ürünlerde çözülmesi oldukça zor ve maliyetli problemlerle neden olur. Tasarımcının iyi malzeme bilgisi, malzeme seçilirken çok büyük bir avantaja dönüşür. Bütün tasarımların geliştirilebilir ya da uyarlanabilir olması ilerleyen süreçlerde, herhangi bir tasarım optimizasyonu durumunda büyük kolaylıklar sağlar. Bu çalışmada yolda kalan metrobüsleri çeken mevcut vinç gözü tasarımı üzerinden gerekli görülen değişiklikler yapılmış ve sistemde kullanılan malzemeler değiştirilmiştir. Değiştirilen malzemeler sonucunda sistem önceki ile kıyaslanmıştır. SolidWorks programı ile sistemin maruz kalacağı yük bindirilmiştir bu sayede yeni tasarımın karşılaşacağı statik ve dinamik yük analizleri simüle edilerek sistemin davranışı gözlemlenmiştir. Hem mevcut tasarım hem de yeni tasarım için karşılaştırmalı analizler yapılmış, elde edilen gerilme, deformasyon ve yer değiştirme değerleri üzerinden güvenlik faktörleri hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar ve analiz sonuçları, yeni tasarımın dayanıklılık açısından yeterli olduğunu ve çalışma koşullarında herhangi bir yapısal sorun yaşamadan işlevini sürdürebileceğini göstermektedir. Sonuç olarak, bu çalışma sayesinde daha güvenilir, dayanıklı ve uzun ömürlü bir sistem tasarımı ortaya konmuştur. Elde edilen veriler sonucunda yeni tasarımın maruz kalacağı yükler altında sorunsuz bir şekilde çalışacağı öngörülmektedir.

GTD model idari hizmet pikap aracının aerodinamik analizi

Bu çalışmada, bir pikap aracına etki eden direnç kuvveti ve buna bağlı olarak direnç katsayısının belirlenebilmesi için model taşıtın deneysel ve üç boyutlu sayısal analizi gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma Ankara Rüzgar Tüneli(ART)'nde ¼ ölçekli model araç ile iki aşamada yapılmıştır. Birinci aşamada simetri ekseni boyunca basınç ölçümü, ikinci aşamada ise direnç kuvveti ölçümü beş farklı hızda gerçekleştirilmiştir. Sayısal çalışma ise deneyde kullanılan taşıtla aynı ölçülere sahip taşıtın, ART ile aynı ölçülerdeki bir rüzgar tüneline yerleştirilmesiyle deneyde kullanılan hızlarda gerçekleştirilmiştir. Sayısal çalışmada temel akış denklemleri Fluent paket programı ile çözülmüştür. Türbülans etkisi duvar kenarı fonksiyonları ile k-? (standart, realizable,RNG), Reynolds gerilme modeli(RSM) ve k-? (standart, SST) türbülans modelleri kullanılarak hesaplanmıştır. Deneysel ve sayısal çalışmalarda en yüksek basınç taşıtın ön kısmında en düşük basınç ise ön cam ile tavanın birleştiği kısımda olduğu gözlenmiştir. Deneysel ve sayısal çalışma sonunda analiz edilen model aracın direnç katsayısı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Aerodinamik analiz, türbülans, direnç katsayısı, fluent

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

Düz kanallı proton aktaran membran yakıt hücresinin sayısal çözümü

Bu tez, düz kanallı tek hücreden olusan bir proton aktaran membran (PEMFC) yakıt hücresi içerisinde gerçeklesen transport olaylarının Fluent PEMFC modülü kullanılarak simülasyonunu ve simülasyon sonuçlarının literatürdeki verilerle karsılastırılmasını içermektedir. PEMFC anot ve katot tarafı için; akım toplayıcı tabaka, gaz kanalı, gaz difüzyon tabakası, katalizör tabaka ve membran dahil dokuz tabakadan olusmaktadır. Simulasyon sonuçları - basınç, H2, O2 ve H2O tür mol kesirleri, elektrik potansiyeli ve hız ? yakıt hücresi kanal geometrisinin giris, orta ve çıkıs kesitlerinde 2-Boyutlu olarak sunulmustur. ncelenen her bir durum için kutuplasma egrileri olusturulmus ve parametrelerin kutuplasma egrileri üzerine olan etkileri analiz edilmistir. Bunun yanı sıra, modelin geçerliligini ispatlamak için altı durum için kutuplasma egrisi olusturulmus ve deneysel sonuçlarla karsılastırılmıstır. Karsılastırma yapılan durumlar için kutuplasma egrileri elde edilmistir. Anahtar Kelimeler : PEMFC modeli, sayısal simülasyon, kutuplasma egrileri

Lüle-hedef yüzey arası uzaklığın çarpan jet akış ve ısı transferi karakteristiklerine etkisinin sayısal olarak incelenmesi

Bu çalısmada, bir hava jeti incelenmistir. Birbirine paralel olarak duran, iki yatay levhadan üst levhanın ortasında bulunan bir lüleden çıkan hava jeti alt levhaya çarptırılmıstır. Çalısmada sıcak yüzeye çarpan jetin akıs ve ısı transferi karakteristikleri sayısal olarak incelenmistir. Problemin temel denklemleri kontrol hacmi metodu ve SIMPLE algoritması kullanılarak gelistirilen bir bilgisayar programı ile sayısal olarak çözülmüstür. Alt levha sabit sıcaklıkta tutularak ve üst levha yalıtılarak, Reynolds sayısının 250, 400, 500 ve 650 degerleri için simülasyonlar yapılmıstır. Lüle-alt levha arasındaki mesafenin lüle genisligine oranı H/W=0,5, 1, 1,5, 2, 3,5 ve 5 degerleri için simülasyonlar gerçeklestirilmistir. Yapılan çalısmada, bütün Reynolds sayılarında, akıskan ile sıcak alt levha arasındaki maksimum ısı transferi, jetin durma noktasında gerçeklesmistir. Ayrıca, Nusselt sayısı; Reynolds sayısı arttıkça veya lüle ile levha arasındaki mesafe azaldıkça artmaktadır. Lüle ile levha arasındaki mesafe H/W=0.5'den 2'ye kadar arttıkça Nusselt sayısı hızlı bir sekilde azalmaktadır. Ancak, H/W'nun 2'den büyük degerlerinde, incelenen Reynolds sayısı aralıgında Nusselt sayısı yaklasık olarak sabit kalmaktadır. Anahtar Kelimeler: Çarpan jet, ısı transferi, Nusselt sayısı

İnce cidarlı CM22NBK malzemesi için sıvayarak delik delme (flowdrill) ve alternatif malzeme analizi

İnce cidarlı malzemelerde montaj yüzeyine diş açmak için değişik yöntemler mevcuttur. Bu yöntemlerden bir tanesi de sıvayarak delik açma yöntemidir. Üretim tesisimizde özellikle seyahat araçlarının ön duvarında 3 değişik yerde bu proses uygulanmaktadır. Proses, işletmede yeni olması sebebiyle diğer montaj deliklerinde henüz %100 olarak oturtulamamıştır. Proses, üretim tesisimizde belirtilen yerlerde sadece et kalınlığı 3 mm olan CM22NBK profillerde uygulanmaktadır. Bu durumdan hareketle, üretimde yoğun olarak kullanılan St37-2 ve S460MC malzemeleri de seçilerek, bu malzemelerde sıvayarak delik açma (flowdrill) prosesi uygulandığında ortaya çıkan sonuçlar birbirleriyle mukayese edilmiştir. Ana olarak prosesin uygulanma yöntemi incelenmiş ve sıvama işlemlerinde malzeme çeşidine göre ortaya çıkabilecek problemler analiz edilmiştir. Sıvama işleminden sonra test numunelerine diş açılarak, çatlak kontrolü için çatlak testine alınmıştır. Ardından numunelerin delik dipleri etrafındaki sertlikler incelenmiş ve son olarak tüm test numuneleri çekme test cihazına bağlanarak mukavemet değerleri incelenmiştir. v Farklı malzemeler için uygulanan bu testlerin, farklı kalınlıktaki sonuçlarını da görmek amacıyla 2 mm kalınlığındaki S460MC malzemesine de, aynı testler uygulanmış ve tüm sonuçlar birbirleriyle kıyaslanmıştır. Son olarak, diş açma (flowtapping) işlemi ile M8 kılavuz çekilmiş olan bir deliğe civata bağlantısı yapılarak, yük altında civatayı malzemeden sıyıran kuvvetleri kıyaslamak amacıyla özel tasarlanan numune test cihazına bağlanmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, tüm yapılan bu testlerin ardından üretimde aktif olarak kullanılan CM22NBK malzemeye alternatif bir malzeme olarak, 2 mm kalınlığında ki S460MC malzemesi önerilmiş, iskelette oluşan ağırlık ve maliyet kazancı ortaya konmuştur. İskelet üzerinde seçilmiş olan ve sıvama yöntemi dışında somun ve lama kaynatılarak elde edilen deliklerin sıvama yöntemiyle elde edilmesi durumunda ortaya çıkan kazanç da ek olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler : Sıvama, delik delme, diş açma