Makine mühendisliği
62 theses under this subject heading
Mini insansız hava araçlarında kullanılan motorların performanslarının incelenmesi ve optimizasyonu.
İlk olarak 19. yüz yılda balon olarak kullanılmaya başlayan insansız hava aracı (İHA), günümüzde önemli bir yere sahip olan teknolojisinin kullanım alanları incelendiğinde sağladığı avantajların göz ardı edilemeyecek derecede büyük olduğu görülmektedir. Özellikle 1990'lı yıllardan sonra teknoloji alanındaki yüksek ivmeli gelişmeler, ülkelerin, askeri stratejilerini tekrar gözden geçirmelerine neden olmuştur. Gün geçtikçe ağır sanayi ürünlerinin yerini daha hafif, hızlı ve daha etkili araçlar almaya başlamıştır. Bu gelişmelerden birisi de özellikle istihbarat amaçlı yürütülen uzay çalışmaları ve insansız hava araçlarıdır. İnsansız hava araçları insan bünyesinin dayanamayacağı görevleri yapabilecek kapasiteye ulaşmıştır. Bu görevlerin icrası tasarlanan aracın karakteristiğine ve performansına bağlıdır. Bir insansız hava aracının göreve yönelik performansı birçok değişkene bağlıdır. Tasarım aşamasında aracın yapacağı görev göz önünde bulundurulmalı ve aracın tüm parçaları buna göre optimize edilmelidir. Bu bağlamda aracın parçaları arasında en kritik parça motordur. Aracın motorunun seçimi veya tasarlanması aşamasında motorun kriterlerinin ve performansının çok iyi incelenmesi bir şarttır. Bu çalışmada model bir İHA ile mevcut İHA'lar ve motorlarının itki, ağırlık, hız, kanat açıklığı ve havada kalış süresi gibi değerler göz önüne alınarak performans incelemesinde bulunulmuştur. Özellikle son dönemlerde ilgi odağı olmaya başlayan mikro jet motorlarının diğer insansız hava araç motorlarıyla performans kıyaslaması yapılmıştır. Bu çalışmada ayrıca model İHA'nın motor performansının incelemesinin devamında ise model İHA'da kullanımı amaçlanmış bir radyal akışlı mikro jet motor türbininin kanatlarının ısıya karşı gösterdikleri davranışları COMSOL bilgisayar analiz programıyla incelenmiştir. Sıcaklık değişiminin kanat üzerindeki etkilerini incelemek için, İHA'nın 7 farklı uçuş gerçek şartları göz önünde bulundurularak üç ayrı ısı taşınım katsayısı hesaplanmıştır. Türbin dış yüzeyi, türbin dış ve yan yüzeyi, türbin dış ve yan yüzey ile merkez kısmı için hesaplanan ısı transfer katsayısı sisteme tanımlanarak kanat üzerindeki sıcaklık analizi yapılmış ve değerlendirmelerde bulunulmuştur. İHA hızı ve yüksekliği arttıkça h değeri artacağından soğuma etkisinin de arttığı gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: İHA, jet motoru, radyal akışlı mikro jet motoru türbini, COMSOL, ısı taşınım katsayısı YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Cam silme robotu ve maket uygulaması
Günümüzde endüstriyel uygulamalarda çok çeşitli robotlar hemen her alanda hızla yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Bir robot sisteminin prototip olarak tasarlanması ve üretilmesi, bilgi birikimi ve koordineli çalışmayı gerektirir. Tüm bu işlemler mekanik, elektronik ve bilgisayar gibi mühendislik bilim dallarının ortaklaşa çalışması ile ancak hayata geçirilebilmektedir. Bu tezde öncelikli amacı cam silme olup kullanıcının isteğine göre belirleyebileceği, yazılım olarak geliştirilebilir kartezyen koordinat yapısında tasarlanmış bir robot prototipi, mevcut olanaklarla çok düşük maliyette hayata geçirilmiştir. Robotun günlük hayatta kullanılabilmesi için tasarım ve yazılımında bazı değişikliklerin yapılması gerekse de mevcut yapı oldukça gelecek vaat etmektedir.Anahtar Kelimeler : Cam, kartezyen koordinat, robot, tasarım, yazılım.
Investigation of thermal performance of a ground coupled carbonated soft drink cooling system with an underground thermal energy storage tank
This study investigates the thermal performance of a ground coupled carbonated soft drink cooling system with an underground thermal energy storage tank. The system is composed of three main components: a chiller unit, a thermal energy storage (TES) tank, and a syrup room to be cooled. An analytical model was developed to determine the thermal performance parameters of the system using Duhamel's superposition and dimensionless variables to solve the transient heat transfer problem around the TES tank. The analytical model includes energy expressions for the main components as well as a solution to the heat transfer problem surrounding the TES tank. The hourly temperature variation of water in the TES tank and other performance parameters, such as Coefficient of Performance (COP), are calculated. To do this, a simulation model was developed using MATLAB software. The study investigated the effect of various system parameters such as the size of the underground thermal energy storage tank, soil type, and Carnot factor on the thermal performance of the system. The findings reveal that granite is the most efficient type of soil for the cooling process and that COP increases with increasing Carnot Factor and tank size. The results indicate that the ground coupled carbonated soft drink cooling system with an underground thermal energy storage tank is a feasible and energy-efficient solution for providing cooling for carbonated soft drinks. The system has the potential to reduce energy consumption and greenhouse gas emissions associated with traditional cooling systems.
Comparison of performance parameters of a building heating system including heat pump and underground energy storage tank assisted with and without solar energy
Underground storage tanks are used to efficiently store thermal energy for domestic and commercial heating systems. This study compares two systems; The first consists of an underground storage tank, a heat pump, and a building to be heated. The second system consists of the same components with adding solar collectors (SC). An analytical model of each system is developed to find the performance parameters of the heating systems. The Coefficient of Performance (COP), the temperature of water in the storage tank, and useful solar energy are part of the main performance parameters. A MATLAB program based on the analytical model is prepared for computing all performance parameters of the heating systems. In the fifth year of operation, the results showed adding the SC led to increasing the temperature of water in the tank by at least 10.2 ℃; it also showed an increase in the value of COP around 1.8. These results were obtained for a tank volume of 400 m3 , a Carnot efficiency of 40%, and a house in Gaziantep.
Elektroerozyonla işlemede işlem parametrelerinin malzeme giderilmesi ve yüzey kalitesine etkilerinin incelenmesi
Elektroerozyon ile işleme yöntemi; dielektrik sıvı içersine daldırılmış elektrot ve işparçası arasında bir dizi hızlı ve tekrarlanan elektriksel boşalımların etkisiyle işparçasından malzeme giderme esasına dayanan; kalıp imalat sektöründe, otomotiv, uçak ve uzay sanayinde yaygın olarak kullanılan geleneksel olmayan bir imalat yöntemidir. Elektroerozyon ile işleme yönteminde işleme parametrelerinin etkilerinin belirlenmesi için günümüze kadar birçok araştırmalar yapılmıştır. Bu çalışmada soğuk iş takım çeliğinden TS EN X155CrVMo12 (DIN 1.2379) işparçasının farklı çapa sahip % 99,99 saflıktaki elektrolitik bakır elektrotlar kullanılarak elektroerozyon yöntemiyle işlenmesinde, boşalım akımı, vurum süresi ve vurum bekleme süresi, gibi en etken işlem parametrelerinin, işparçası işleme hızı (İİH), elektrot aşınma hızı (EAH), işparçası yüzey pürüzlülüğü ile elektrot yüzey pürüzlülüğü ve elektrot kenar aşınması gibi işleme performansının çıktılarına olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca elektroerozyon ile işlemede daha önceki çalışmalarda detaylı olarak değinilmemiş olan enerji yoğunluğunun etkisi incelenmiştir. Değişkenlerin Analizi (ANOVA) yönteminin uygulanmasıyla işleme performansının çıktıları üzerine daha önemli etkisi olan işleme parametreleri belirlenmiştir. Taguchi deneysel tasarımı uygulanarak sonuçlar optimize edilmiş ve doğrulama testi yapılarak optimize edilen değerlerin doğruluğu değerlendirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, işparçası işleme hızı, elektrot aşınma hızı, işparçası yüzey pürüzlülüğü, elektrot yüzey pürüzlülüğü ve elektrot kenar aşınması boşalım akımının artmasıyla birlikte artış göstermiştir. Vurum süresinin artması ile birlikte işparçası işleme hızı, işparçası yüzey pürüzlülüğü ve elektrot kenar aşınması değerlerinin arttığı gözlenmiştir. Elektrot aşınma hızı, boşalım akımının 9 A ve 15 A olduğu deney şartlarında vurum süresinin artmasıyla azalırken, boşalım akımının 21 A ve vurum bekleme süresinin (30, 300 µs) olduğu çalışmalarda, vurum süresinin artması elektrot aşınma miktarının artmasına neden olduğu görülmüştür. Vurum süresinin elektrot yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisinin az olduğu ve İİH, EAH ve elektrot kenar aşınması değerlerinin vurum bekleme süresi arttıkça azaldığı gözlenmiştir. Vurum bekleme süresinin, işparçası yüzey pürüzlülüğü ve elektrot yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisinin az olduğu görülmüştür. Enerji yoğunluğundaki artışla birlikte işparçası işleme hızı, işparçası yüzey pürüzlülüğü ve elektrot kenar aşınması değerlerinin de arttığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Elektroerozyon ile işleme, malzeme giderme, enerji yoğunluğu, taguchi, ANOVA
Kesici takımların fonksiyonel derecelendirilmiş TİCN ve TİBCN ile kaplanmasının karakterizasyonu
Talaşlı imalatta işlem sürelerinin kısaltılması ve verimliliğin artırılması her zaman bir ihtiyaç olmuştur. Bu ihtiyacı karşılamak amacıyla kesici takımların niteliklerini iyileştirme arayışları günümüzde de devam etmektedir. Yapılan çalışmalarla her geçen gün kesici takım malzemelerinde sağlanan gelişmelerin yanı sıra var olan takımların yüzeylerinin kaplanması da daha ekonomik ve daha verimli bir çözüm olarak görülmüştür. Kesici takımların kaplanmasının amacı altlık malzemenin yüzey özelliklerini iyileştirmektir. Kaplama malzemesinin; altlık malzeme ile uyumlu, yüksek sıcaklık, aşınma ve sürtünme dayanımlarının altlık malzemeden daha iyi olması gerekir. Böylece hem takımın ömrü uzatılmış hem de verimi yükseltilmiş olur. Kesici takımların kaplanması ile ilgili çalışmalara 1970?lerde başlanmış ve kaplanmış takımlar, talaşlı imalatta önemli bir gelişme olarak kabul edilmiştir. Titanyum karbür (TiC), titanyum nitrür (TiN), titanyum karbonitrür (TiCN), kübik bor nitrür (CBN), krom nitrür (CrN) ve alüminyum oksit (Al2O3) yaygın olarak kullanılan kaplama malzemelerindendir. Özellikle yüksek hız çeliği ve sinterlenmiş karbür kesici takımlar geniş kullanım alanına sahip olduklarından, kaplama çalışmaları bu takımlar üzerine yoğunlaşmıştır. Geleneksel kaplama çalışmalarında, genellikle metal esaslı altlık malzeme üzerine seramik esaslı malzemeler, katmanlar halinde uygulanmaktadır. Bu tür kaplamalarda, katmanların farklı ısıl genleşme katsayılarına sahip olmaları önemli bir sorundur. Talaş kaldırma esnasında oluşan yüksek sıcaklık sonucunda, katmanlar arasında farklı genleşmeler meydana gelmektedir. Oluşan farklı genleşmeler mikro çatlaklara neden olmakta ve kaplama ömrünü kısaltmaktadır. Mikro çatlakların oluşumunu engellemeye yönelik çalışmalar neticesinde fonksiyonel derecelendirilmiş kaplamalar (FDK) geliştirilmiştir. Bu tür kaplamalar katmansızdır ve kaplama malzemesinin özelliği kaplama kalınlığı boyunca fonksiyonel olarak değişmektedir. Katmanlı kaplamalarda görülen farklı ısıl genleşmelerin olmaması nedeniyle kaplamada ısıl genleşme farklılıklarından kaynaklanan mikro çatlaklara rastlanmamaktadır. Yapılan literatür taramaları sonucunda kesici takımların, TiCN ve TiBCN ile fonksiyonel derecelendirilmiş (FD) olarak kaplanması ile ilgili yeterince araştırma olmadığı görülmüştür. Çalışmada, biri yüksek hız çeliği diğeri sinterlenmiş karbür olmak üzere iki farklı altlık malzemesinin, titanyum karbonitrür (TiCN) ve titanyum bor karbonitrür (TiBCN) kaplama malzemeleri ile fonksiyonel derecelendirilmiş olarak kaplanması amaçlanmıştır. Literatür taramalarında ve ticari kullanımdaki takımlar incelendiğinde kesici takım kaplama kalınlıklarının, 3-9 µm aralığında olduğu görülmüştür. Ana altlık malzemelerin kaplanmasından önce ön deneysel çalışmalarla kaplamanın hedeflenen kalınlık ve yapıda olması için gereken kaplama koşulları tespit edilmiştir. Kaplamalar, manyetik sıçratma yöntemi ile yapılmıştır. Kaplamaların karakterizasyonu için öncelikle taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri alınmış, çizgisel EDS analizleri yapılmıştır. Alınan görüntüler ve yapılan çizgisel analizler sonucunda hem titanyum karbonitrür (TiCN) hem de titanyum bor karbonitrür (TiBCN) kaplamaların hedeflenen yapıda (FD) ve 3-9 µm kalınlığında elde edildiği görülmüştür. Ardından, kaplamaların karakterizasyonu için XRD analizleri, çizik testleri, aşınma testleri, sertlik ölçümleri yapılmıştır. Kaplamaların karakterizasyonundan sonra, herhangi bir kesme sıvısı kullanılmadan yüksek hız çeliği ve sinter karbür takımların talaşlı işleme ömürleri test edilmiştir. Sinter karbür ve yüksek hız çeliği takımların yapısal farklılıkları nedeniyle kullanım alanları ve işlem parametreleri de birbirinden faklıdır. Dolayısıyla iki farklı takımın ömür testlerinin de iki farklı malzeme kullanılarak yapılması tercih edilmiştir. Talaşlı işlenecek parçaların her iki takım için de imalatta sık kullanılan malzemeler olmasına da dikkat edilmiştir. Yüksek hız çeliği takımlarla AISI 1040, sinter karbür takımlarla ise AISI 4140 malzemeleri talaşlı işlenmiştir. Her iki takım için kesme derinliği (ap) 2,5 mm, ilerleme hızı (?) 0,25 mm/dev, kesme hızları ise yüksek hız çeliği takımlar için 40 m/dak, sinter karbür takım için 100 m/dak olarak belirlenmiştir. Talaşlı işleme çalışmalarında, ?kaplamasız?, ?katmanlı TiBCN kaplamalı? ve ?fonksiyonel derecelendirilmiş TiBCN kaplamalı? yüksek hız çeliği ve sinter karbür takımlar kullanılmıştır. Böylece hem ?kaplamasız? ve ?kaplamalı? takımların hem de ?katmanlı kaplamalı? ve ?FDK? takımların ömürleri karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda, fonksiyonel derecelendirilmiş kaplamalı takımların, katmanlı kaplamalı takımlara göre daha uzun ömürlü oldukları görülmüş, yüksek hız çeliği ve sinter karbür takımlar için ?Aşınma ? Zaman? grafikleri de çizilmiştir. Takım ömrü belirleme çalışmaları ile birlikte, aşınan takımların iş parçası yüzey pürüzlülüğüne etkileri de incelenmiştir. Fonksiyonel derecelendirilmiş kaplamalı takımlarla işlenen yüzeyin, katmanlı kaplamalı takımlarla işleneneden daha düşük pürüzlülüğe sahip olduğu görülmüştür. AISI 1040 ve AISI 4140 iş parçalarına ait ?Pürüzlülük ? Zaman? grafikleri de çizilmiştir.
2 eksenli (yatay ve düşey) bir deprem simülatörünün gerçekleştirilmesi
Ülkemizde, özellikle kırsal alanlarda yığma yapıların kullanımı yaygın olduğundan depreme dayanıklı olması gerekmektedir. Yapıların deprem davranışını tespit edebilmek için değişik yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden biri de deprem simülatörleri ile mevcut yapı tekniklerinin güvenilirliklerinin test edilmesidir. Deprem simülatörü, depremlerde olduğu gibi yapılara veya küçük ölçekli yapı modellerine dinamik yatay ve düşey yükler uygulamaktadır.Yıldız Teknik Üniversitesi için dizayn edilen yön kontrollü elektromekanik deprem simülatörü yakın zamanda laboratuardaki yeni yerini alacaktır. Sarsma tablası olarak da adlandırılan simülatör gerçeğine uygun olarak bina modellerinin deprem sırasında davranışlarını incelemek amacıyla tasarlanmıştır. Simülatör; yatay hareket tablası , düşey hareket için makas mekanizması, motor ve motoru kontrol etmek için kullanılan elektronik devreler, sürücüler ve kontrol bilgisayarından oluşmaktadır. Ölçekli ve gerçeğine uygun olarak yapılan bina modelleri simülatörün tablasına yerleştirilir ve simülatöre bilgisayar ile yüklenen geçmişte yaşanmış veya tasarlanan deprem titreşimleri modele uygulanır ve sensörler aracılığı ile bina üzerindeki etkileri kayıt edilir. Bu şekilde deprem esnasındaki titreşimlerin bina üzerindeki etkisini gözlemlemiş oluruz ve çeşitli parametreler elde ederiz. Elde ettiğimiz parametreler ile binanın deprem esnasındaki davranışını analiz etmiş oluruz. Buda bizim binaları depreme dayanıklı hale getirmemiz için sistemler dizayn etmemizi ve çözümler bulmamızı sağlar.Bu çalışmada ise modern yöntemlerle tasarlanmış iki eksende hareket edebilen bir deprem simülatörünün uygulaması bulunmaktadır. Bu uygulama bir deprem simülatörünün mekanik , tasarımı ve kontrolünü içermektedir.Anahtar kelimeler:Deprem simülatörleri, deprem, sallama tablaları, sismik
İnsan kaynakları yönetiminde performans teknolojisi modeli ve makina mühendisliği alanında bir uygulama
nsan Performansı Teknolojisi Modeli ile; çalısanların, çalıstıkları organizasyonlarda kendilerinden beklenen performansı gösterebilecekleri organizasyon yapısının olusturulması hedeflenmektedir. Bu çalısmada; tüm çalısanların, kendilerinden beklenen performansı gösterebilecekleri yapının olusturulmasıyla ilgilenenlere, yol gösterici olmak adına öncelikle performans teknolojisi modeli ve bu modelin olusturulma süreçleri incelenmistir. Buradaki tek amaç; çalısanların, kendilerinden beklenen performansı gösterebilecekleri organizasyon yapısının olusturulması degil, aynı zamanda çalısan motivasyonunun yüksekseltilmesi ve organizasyon hedeflerinin, kisisel hedefler gibi benimsenmesinin saglanmasıdır. Bu çalısma, öncelikle islevsel ve uygulanabilir bir performans teknolojisi modeli ortaya koymayı hedeflemektedir. lk okundugunda daha çok sayısal ya da bir baska deyisle mühendislik çagrısımı yapan teknoloji kelimesi, burada aslında ilgili yöntem ve araçların tümünü kapsayan bütünsel bir süreci ifade etmektedir. Yani performans teknolojisi; performans sorunlarının belirlenmesi, belirlenen sorunların ana neden analizlerinin yapılması, uygun çözümlerin seçilmesi, uygulanması ve de son olarak sonuçların degerlendirilmesi sürecindeki tüm yöntem ve araçları ortaya koyan bir model olacaktır. Uygulama bölümünde ise, mühendisligin yogun olarak kullanıldıgı ve çalısan performansının, çalısan kalıcılıgının çok önemli oldugu mühendislik alanlarından biri olan makine mühendisliginin mekanik tasarım dalında bir çalısma yapılacaktır. Anahtar Kelimeler : Performans, Teknoloji, Performans Teknolojisi, nsan Performansı Teknolojisi Modeli, Makine Mühendisligi, Mekanik Tasarım.
Bir eksantrik presin pasif titreşim kontrolü yöntemleri ile titreşim izolasyonu
Titreşim, bir mekanik sistemin hareketini ve konumunu tanımlayan büyüklük şiddetinin zamanla değişimidir. Bir eksantrik pres ağırlık merkezi olmayan bir noktadan tahrikli olup üç farklı titreşim hareketi oluşturmaktadır. Doğrusal bir yer değiştirmenin yanında, açısal kafa vurma ve yalpalama hareketleri oluşmaktadır. Bu üç harekette ayrı ayrı titreşimleri hesaplanmış ve her üç harekete göre inceleme yapılmıştır. Bu hareketlerin yanında zemine etki eden kuvvetinde değişimi incelenmiştir.Bu incelemeler üç farklı pasif titreşim kontrolü ile yapılmıştır. Bunlar; vizkoelastik sönümleme, dinamik absorber kullanımı ve histeretik sönümleme yöntemidir. Ayrıca Coulomb sürtünmesinin titreşim davranışları üzerindeki etkiside incelenmiştir.
NiTi alaşımında şekil hafıza etkisinin iyileştirilmesi
Şekil hafıza etkisinin (ŞHE) ve sözde elastikliğin (SE) veya diğer bir deyişle psödo elastikliğin doğrudan ilişkili olduğu termoelastik martenzitik dönüşümlere ve dönüşüm karakteristiklerine; sıcaklık, yük, ön gerilme, üçüncü element katkısı gibi ısıl-mekanik değişkenlerin etki ettiği bilinmektedir. Bununla birlikte, NiTi şekil hafızalı alaşımlarda (ŞHA) görülen termoelastik martenzitik dönüşümün davranışı, morfolojisi ve geçiş sıcaklıkları, uygulanan ısıl-mekanik işlemlerden oldukça etkilenebilmektedir.Çalışmalarda kullanılan eş atomlu NiTi ŞHA'a farklı ısıl-mekanik işlemler uygulanarak alaşımın dönüşüm sıcaklıklarında meydana gelen değişimler incelenmiştir. NiTi ŞHA'ın dönüşüm karakteristiklerine farklı değerlerde ısıtma/soğutma işlemlerinin etkileri araştırmak amacı ile deneysel çalışmalar yapılmıştır. Tek yönlü şekil hafıza etkisine sahip NiTi alaşımında yeni bir ısıl-mekanik eğitim metodu kullanılarak iki yönlü şekil hafıza etkisi kazandırılmıştır. İki yönlü şekil hafıza etkisinin optimum olduğu zaman-sıcaklık-çevrim ilişkisi için deneyler yapılmış ve sonuçlar sistematik olarak sunulmuştur.Uygulanan ısıl-mekanik işlemler sonucu NiTi ŞHA'ında görülen dönüşümlere özgü sıcaklıkların değiştiği, yapılan diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) testleri ile anlaşılmıştır. Isıtma/soğutma hızlarındaki değişim ile dönüşüm sıcaklıkları, dönüşümler esnasında emilen ve salınan ısı miktarları, elastik ve tersinmez enerji miktarları gibi dönüşümlere özgü karakteristiklerin önemli ölçüde değiştiği görülmüştür. İki yönlü şekil hafıza etkisinin büyüklüğünün uygulanan sıcaklık, ön deformasyon, bekleme süresi ve işlem sayısı ile değiştiği saptanmıştır.Ayrıca doktora çalışmasının yanısıra yürütülen diğer araştırma projeleri kapsamında NiTi ŞHA üretimi gerçekleştirilmiş, üretilen NiTi alaşımdan hazırlanan numunelere benzer deneysel çalışmalar uygulanmıştır.
304 kalite paslanmaz çelik ve galvaniz sacların biçimlendirme kabiliyetlerinin çeşitli yönleri ile incelenerek karşılaştırılması
Paslanmaz çelik ve galvaniz saclar, birçok sanayi dalında geniş bir kullanım alanına sahiptir. Özellikle beyaz eşya ve otomotiv endüstrisi başta olmak üzere bu malzemelerin tercih edilmesinin başlıca nedeni optimuma yakın bir şekillendirilebilirlik, dayanım ve yüzey kalitesi kombinasyonu sağlamasıdır. Şekillendirme işlemi sırasında sacda meydana gelen yırtılma veya bölgesel boyunlanma gibi nedenlerle oluşan ıskartalar, imalatın sürekliliğini, ekonomikliğini ve kalitesini olumsuz yönde etkilemektedir.Sac malzemelerin kalite sınıfları, gerek kimyasal birleşim gerekse üretim proseslerindeki farklılıklar nedeni ile metalurjik ve mekanik özellikler bakımından belirgin değişimler göstermekte ve bu değişimler pres altında şekillendirilebilirliği ve ürün kalitesini önemli ölçüde etkilemektedir.Paslanmaz çelik ve galvaniz sacların büyük çoğunluğu soğuk şekillendirme ile pekleşir ve dayanımın artması sayesinde tasarımlarda malzeme kalınlıkları azaltılarak parça ağırlığı ve fiyatta önemli düşüşler sağlanabilir.Bu çalışmada ilk olarak paslanmaz çelik ve galvaniz sacların genel özellikleri incelenmiş ve çeşitli standartlara göre ele alınmıştır. Bununla birlikte çeşitli sac şekillendirme yöntemlerinin esaslarına değinilmiştir. Sac malzemelerin şekillendirme işlemlerindeki davranışını tahmin etmek ve özelliklerinin işlemlerdeki etkisini belirleyebilmek için şekillendirilebilirlik teorilerine temel oluşturan bazı mekanik ve metalurjik kavramlar incelenmiştir. Sacların şekillendirilebilirlik özelliğini değerlendirmeye yönelik olan bazı deney yöntemleri incelenmiş ve mekanik özelliklerin çelik sac şekillendirilebilirliğine etkisi anlatılmıştır.Son bölümde, 304 paslanmaz çelik ve DX51 galvaniz saclar için, haddeleme yönü ile değişik açılarda uygulanan çekme deneyleri ile, malzemenin mekanik özellikleri ve bunların gerinim hızı ile göstermiş olduğu değişim belirlenmiştir. Farklı hız değerleri altında kuru ve yağlamalı olarak uygulanan Erichsen çökertme deneylerinde, çökertme değerlerinin ve maksimum çökertme kuvvetinin değişimi belirlenmiştir. Benzer şartlarda gerçekleştirilen derin çekme deneylerinde de, sınır derin çekme oranının ve maksimum derin çekme kuvvetinin değişimi belirlenmiştir.
Complex kernel of ZZ integral transform and its applications in ordinary differential equations
This master thesis follows the following construction: In the first section, an introduction to integral transforms with a literature review on numerous transform areas is given. A review of differential equations with their benefits in the scientific world is presented. In the second section, basic definitions and properties that will enrich the work, specifically on the ZZ transform that would be the seed for the entirety of the work are discussed. The third section discusses the basic properties of proposed integral transform (SEA) and its applications to the primary functions. Some of these properties are supported by practical examples for clarification. Finally, the fourth section includes the application of the SEA transformation to miscellaneous subjects from different fields of science.
Complex kernel of rangaig integral transform and its applications in ordinary differential equations
This master thesis is divided into the following sections. The first section contains a review of the literature on differential equations, including their types and classification techniques, and a review of the literature on integral transforms. The second section covers fundamental definitions and attributes that will enrich the work, focusing on the Rangaig and generalized Rangaig transforms, which will serve as the work's seed. The third section analyzes the suggested integral transform (SEL) in detail, including its fundamental features and applications to major functions. Finally, the fourth section discusses the application of the SEL transformation to a variety of different scientific disciplines.
Ankastre esnek kirişin optimal kontrol metodlarıyla aktif titreşim kontrolunun gerçekleştirilmesi
Bu tez çalışması, aktif titreşim kontrolü konseptini ele almakta ve Proportional Integral- Derivative (PİD) kontrol algoritmasının aktif titreşim kontrolünde kullanılabilirliğini incelemektedir. Titreşim, bir sistemdeki istenmeyen salınımları ifade eder ve birçok endüstriyel uygulama ve mühendislik sistemlerinde sorunlara neden olabilmektedir. Bu çalışma, PİD kontrol algoritmasının, titreşim kontrolünde geleneksel olarak kullanılan yöntemlere alternatif bir çözüm sunup bu çözüm için en optimal PİD katsayılarının bulunmasında kullanılan meta-sezgisel algoritmaları değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Tez, öncelikle titreşim kontrolü ve PİD kontrol algoritması hakkında genel bir literatür taraması yaparak başlamaktadır. Ardından, PİD kontrol algoritmasının temel prensipleri ve uygulama alanları üzerinde odaklanılarak, aktif titreşim kontrolü için nasıl adapte edilebileceği incelenmektedir. Çalışma, PİD parametrelerinin ayarlanması, sistem modelleme teknikleri ve gerçek zamanlı kontrol uygulamalarını içeren pratik uygulamalarla desteklenmektedir. Deney ve simülasyon sonuçları, PİD kontrol algoritmasının aktif titreşim kontrolünde başarılı bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. Bu sonuçlar, PİD kontrol algoritmasının, titreşim kontrolü uygulamalarında alternatif bir çözüm olarak değerlendirilebileceği sonucunu desteklemektedir. Sonuç olarak, bu tez, PİD kontrol algoritmasının optimal metotlarla aktif titreşim kontrolünde etkili bir şekilde kullanılabilirliğini göstermektedir. Bu bulgular, mühendislik uygulamalarında titreşim kontrolüne yönelik yeni ve daha etkili çözümler arayan araştırmacılar ve mühendisler için önemli bir kaynak olabilecektir
İnce sacların mekanik ve mikroyapı özelliklerinin robotik tandem gazaltı kaynak yöntemi kullanılarak incelenmesi
Seri imalatta verimliliği ve performansı ile ön plana çıkan robotik gazaltı kaynağın endüstriyel uygulama alanları ve kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Doğru parametrelerin seçilmesi için işletmelerin yüzlerce deney yapmasına veya istenilen parametreleri bir seferde tespit edebilme şansı, her zaman mümkün olamaz. Özellikle, ince sacların gazaltı kaynak uygulamaları problemlidir. Bu tez çalışması ile ince saclara robotik tandem gazaltı kaynağı uygulanarak numunelerin mekanik ve mikroyapı özellikleri araştırılmıştır. Endüstriyel kaynaklı imalata bu şekilde performans kazanımı hedeflenmiştir. Tandem kaynak, birbirinden izole iki telin iki farklı tel sürme ünitesi ile sürülerek tek bir havuzda birleşmesi sonucu oluşan bir yöntemdir. Bu yöntemin en önemli özelliği ise belirlenen kaynak ilerleme hızı ile birbirlerinden bağımsız iki tel ilerleme hızlarının da değiştirilebilir olmasıdır. İki farklı kademelerdeki hız değişimi sonuçta kaynak nufuziyetini de değiştirmektedir. Bu yöntem hızlı kaynak avantajı ile öne çıkmakta ve yüksek hızda iyi nüfuziyet verimini sağlamaktadır. Sabit ve değişebilen parametreler belirlenerek kaynak öncesi, kaynak esnasında ve kaynaktan sonra uyulması gereken şartların koordinasyonu DIN EN ISO 15614 standartlarına göre belirlenmiştir. Kaynak işlemlerinde besleyici kaynak dolgu malzemesi olarak 1.2 mm çaplı SG2 kaynak teli kullanılmıştır. Tel besleme hız değerleri olarak 4.5, 6.0 ve 7.5 m/da seçilmiştir. Lineer kaynak ilerleme hız değerleri olarak 100, 110, 120 ve 130 cm/da değerleri uygulanmıştır. Kaynaklı numunelerinin metalürjik değişimleri, içyapı görüntüleri, belirlenen tahribatlı ve tahribatsız test yöntemleri yapılarak, değerlendirilmiştir. Numunelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için, çekme ve çentiksiz darbe testleri uygulanmıştır. Numunelerin makro ve mikro boyutta görüntüleri incelenerek, SEM, EDX ve XRD analizleri araştırılmıştır. Tandem kaynakta öncü telin hız ve konum etkisi, kaynak kalitesini belirlemede öncelikli parametre olduğu belirlenmiştir.
Modelling and identification of an internal combustion engine to provide simulator for control purposes
Field of ?System Identification? has become an important discipline. Identification is basically the process of developing a mathematical representation of a physical system using experimental data. The identification of nonlinear dynamical systems is a substantial part of the control science and therefore appropriate models should be developed to control nonlinear dynamic systems. The main idea that lies under the procedure is to obtain a regular and mathematically tractable model of the system of interest. Automotive internal combustion engine (ICE) control is one of the most complex control problems for control system engineers and researchers. Among all the engine control variables, the engine torque is one of the most important performance variables of an ICE and, for this reason, a technique based on optimizing the engine torque control can improve substantially the performance of the overall vehicle. There are two objective of this work. First one is to develop a steady-state model of a gasoline engine torque and brake specific fuel consumption by using neural network and genetic programming and second one is to develop an accurate and robust model of a spark ignition (SI) engine torque by using the most common nonlinear black-box parametric models namely Hammerstein model, nonlinear auto-regressive with exogenous inputs (NARX) model and neural network model that is including multilayer feedforward neural network (FFNN) model, radial basis function (RBF) neural network model and Elman type recurrent neural network model. These developed methods are implemented to an existing 1400 cc, four cylinder Fiat SI engine. The artificial neural network (ANN) is a newly developed technique among the other identification methods. There are various methods used for training of ANN. Two of them are included in this study. These are, namely, the bacpropagation method and the Levenberg-Marquardt algorithm. The different nonlinear identification approaches are used in this thesis. The neural network based model has captured the dynamics very well and the method has been found suitable for modeling the SI engine torque. However all the nonlinear identification methods identified the SI engine torque dynamics at acceptable levels of accuracy.
Investigation of hydrogen production with the method of high temperature electrolysis using industrial waste heat
Energy is one of the most important needs for fulfillment of humankind's main inputs, for social and economical development of the country. Along with the constantly developing technology the most advanced technology is known that hydrogen energy system which is environmental friendly and sustainable can be met the increasing energy requirements. This thesis aims to create an efficient, effective and multiple-disciplinary solution package within the circle drawn to produce hydrogen evaluating the waste heat. The solution package which will be created for the purpose of the thesis consists of two main processes: -The first process is to catch the waste heat with a heat exchanger. In this process, design limits are determined by an acceptable pressure drop of fluid and the total amount of heat that can be transferred. -The second process is to produce hydrogen using high-temperature steam electrolysis. Captured heat in the first process provides the heat of the electrolysis. In this process, the geometry of the electrode and material are focused on fundamental issues. In this process, the efficiency of the different options and economic analysis was performed. Literature review was made for heat exchanger design. Parametric analytic heat transfer calculations based on geometry having optimal values were performed. Then pressure of the fluid and heat transfer losses are limit taking in to account environmental factors. Number of electrolysis cell, the number of stacks and cell area which are the parameters that affect the high temperature electrolysis are determined on the basis of previous studies with a literature search. Steam temperature and steam flow rate that are calculated parametrically for the system.
CAD datası olmayan parçaların tersine mühendislik metodu ile CAD datalarının oluşturulması
Tersine mühendislik, önceden üretilmiş veya mevcut olan bir model üründen faydalanılarak model ürünün üretimi için gerekli olan tasarım ve verilerini elde edilmesidir. Tasarım, üretim ve modernizasyonu imkansız olan ve hatta gözle görülemeyen model ürünlerde bile günümüz teknoloji gelişimiyle beraber tersine mühendislikle artık yapılabilmektedir. Örneğin insan vücudunun tomografi görüntüsünden faydalanılarak kişisel özelliklerine göre dış ve iç organlarının tasarımı ve kişiye özel protez üretimi yapılabilir duruma gelmektedir. Üretimi yapılan protezlerin robotik ve sanal cerrahi yöntemlerinden faydalanılarak çok daha hızlı ve başarılı bir şekilde ameliyathanelerde vücuda takılması sağlanmıştır. Tez çalışmasında uyluk (femur) ve kaval (tibia) kemik doku kaybı olan bir hastanın tomografik görüntüsünden faydalanılarak kişiye özel diz protezi ve protezin takılmasında kullanılacak kemik kesi kılavuz parçalarının tasarımı ve üretimi için kemik geometri dokusunun sayısallaştırıcı programlar kullanılarak 3B model görünümünün elde edilmesi çalışıldı. Ayrıca tasarımı ve teknik resim çizimi imkansız gibi görünen, insana ait prototipi üretilen bir uyluk (femur) kemiğinin, tekrar üretilmek istenmesi durumunda, üretimi için gerekli 3B model görünümünün ve teknik resminin elde edilebilmesi için tersine mühendislikte optik tarama yöntemini kullanılarak 3B CAD model görünümüne nasıl getirildiği gösterildi. Böylece elde edilen model ürünün 3B CAD model görünümleri ile modernizasyon ve tasarımları yapılarak tekrar üretilebilir.
Üç boyutlu dokuma cam fiber/epoksi kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada otomotiv, makine ve yapı üretiminde yeni yeni tercih edilen üç boyutlu dokuma cam fiber epoksi kompozitlerin mekanik özellikleri belirlenmiş, iki boyutlu dokuma kumaş takviyeli kompozit malzemelerin mekanik özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Bu amaçla vakum infüzyon yöntemi kullanılarak çalışma materyali olan üç boyutlu dokuma cam fiber epoksi kompozit malzemeler üretilmiştir. Üretim işleminin ardından elde edilen üç boyutlu dokuma cam fiber epoksi kompozit malzeme numunelerinin çentik ve pim bağlantı mukavemeti, mekanik özellikleri çekme testleri ile tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar iki boyutlu dokuma ile iki ve üç boyutlu dokuma kumaşlardan oluşan hibrit numunelerin mekanik performansı ile karşılaştırılmıştır. Sonuçta çentik ve pim bağlantı geometrisinin hasar tipi ve mukavemeti üzerine etkisi iki boyutlu, üç boyutlu ve hibrit numuneler için incelenmiştir. Ayrıca levha kalınlığı boyunca örgünün darbe davranışı üzerine etkisi, düşük hızlı serbest düşme testleri ile belirlenmiştir. Üç boyutlu dokuma kumaşlarda, düzlem dışı fiber kullanımı çekme dayanımını, iki boyutlu kumaşlara göre arttırmıştır. Darbe testleri ise üç boyutlu kumaş kullanımının levhanın enerji sömürme miktarını arttırdığını ve delaminasyon oluşumunu engellediğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Cam fiber epoksi kompozit, üç boyutlu dokuma, çekme, darbe, pim bağlantısı
Laparoskopik cerrahide kullanılmak üzere uzak dönme merkezli bir mekanizmanın tasarımı, imalatı ve kontrolü
Otomasyon sistemleri ve robotların, insan işgücünün yerini almaya aday olduğu günümüz teknolojisi, nihai ürün kalitesini artırarak yaşam standartlarını yükselmeyi amaçlamaktadır. Bununla birlikte yazılım alanında kat edilen mesafe ile yapay zeka teknolojileri de günlük hayatta kullanım alanı bulmuş, robotik alanında gerçekleştirilen çalışmalarda kullanımı yaygınlaşmıştır. Robotlar, imalat sektöründe yaygın kullanılmakla birlikte işlem hassasiyeti ve tekrarlanabilme kabiliyetleri sayesinde farklı alanlarda da kendine yer bulmaktadır. Bu alanlardan biri olan medikal sektöründe robotik çözümlerin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Başlarda daha iri ve sadece otomasyon odaklı gerçekleştirilen çözümler, günümüzde yerini performans/maliyet ve hızlı cevap odaklı daha kompakt ve kontrol hassasiyeti yüksek çözümlere bırakmaktadır. Bu çalışma, laparoskopik cerrahi alanında kullanılmak üzere tasarlanan, imal edilen ve bilgisayar destekli kontrolü gerçekleştirilen bir mekanizma hakkındadır. Mekanizma tasarlanırken, özellikle laparoskopik cerrahi alanında kullanılan robotlar incelenmiş ve iyileştirilebilecek yönleri araştırılmıştır. Çalışma sonucu ortaya çıkan bilgiler analiz edilerek özellikle dinamik yüklerin asgari olacağı şekilde ÖZGÜN bir tasarım gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan robotun prototip imalatı gerçekleştirilerek farklı kontrol yöntemleri uygulanmış ve robotun hareket kabiliyeti hem bilgisayar ortamında hem de gerçek zamanlı kontrol ile incelenmiştir. Çalışma sonucu elde edilen bulgular araştırmanın amaçları doğrultusunda, ele alınan literatür çalışmalarıyla ilişkilendirilmiş ve yorumlanmıştır. Tez çalışması sonucu robota uygulanan kontrol yöntemleri karşılaştırılmış ve kayan kipli kontrolün en doğru cevabı verdiği, en büyük yer değiştirme hatasının da PID kontrol sonucu 0.45 mm olarak gerçekleştiği görülmüştür.
Isı değiştiricilerinde kullanılmak üzere gözenekli bakır yüzeylerin üretim parametrelerinin araştırılması
Bu çalışmada; ısı değiştiricilerinde kullanılmak üzere bakır tozlarından üretilen yüzeylerdeki gözenekliliğe, üretim parametrelerinin etkisi araştırılmıştır.Deneysel çalışmalarda, -140/+105, -105/+75, -75/+53 ve -53/+44 µm dendritik bakır tozlarının 250-550 oC arasındaki sıcaklık değerleri ve 5, 15 ve 50 MPa basınç değerleri kullanılarak sıcak presleme işlemiyle 0,1 mm kalınlığındaki bakır levhalara tutunması sağlanmıştır. Toplam 47 ham numune elde edilmiş, ancak bunların bazılarının altlığa tutunmadığı ya da ham mukavemetlerinin çok düşük olduğu gözlemlenmiştir. Deneylerde iki tip kalıp kullanılmıştır. Bu kalıplardan biri düz yüzeyli, diğeri ise kanallıdır.Sıcak presleme deneylerinde elde edilen 55 mm çapındaki ham numunelere 860 oC'de 30 dakika süreyle sinterleme işlemi uygulanarak mukavemet kazandırılmıştır. Numuneler 10x20 mm'lik parçalara ayrılarak, optik mikroskopta kesit yüzeylerine bakılmış ve Image J programında gözeneklilik yüzdesi belirlenmiştir. Ardından taramalı elektron mikroskopta numunelerin yüzey incelemesi yapılmıştır.Kesit incelemesi sonucunda numunelerin gözeneklilik durumuna göre parametrelerin karşılaştırması yapılarak, ısı değiştiricilerinde kullanılmak üzere bakır yüzeylerin optimum üretim parametre değerleri önerilmiştir. En yüksek gözeneklilik -140/+105 µm toz boyutu, 350 oC ve 5 MPa'da %34 (düz) ve -105/+75 µm toz boyutu 350 oC ve 15 MPa parametreleriyle % 29 (kanallı) olarak belirlenmiştir.
Genetik algoritma kullanarak patlayıcı yardımı ile form vermede parametre optimizasyonu
Bu çalışmada, yeni bir optimizasyon metodu olan ve günümüzde bir çok alanda kullanılan Genetik Algoritma (GA) yardımıyla patlayıcı yardımı ile form vermede parametre optimizasyonu yapılmıştır. Geleneksel hesaplama yöntemleriyle yapılan çözümler hem uzun zaman almakta ve hem de kimi zaman rasyonel olmayan sonuçlar ortaya çıkabilmektedir. Bu sebeplerle geleneksel metotlardan farklı yöntemler denenmesi kaçınılmaz bir zorunluluk olarak karşımıza çıkmaktadır. Metallerin patlama ile şekillendirilmesi günümüzde uzay endüstrisinde özellikle çok büyük parçaların şekillendirilmesinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu operasyonlarda katı, sıvı ve gaz patlayıcılar kullanılmaktadır. Patlayıcı yardımı ile form verme konusunda Türkiye'de ciddi bir çalışma yapılmamıştır ve bu teknoloji şu an ülkemizde kullanılmamaktadır. Yapılan bu çalışmanın bu konudaki araştırmalara mütevazı bir katkı sağlayacağı umulmaktadır. Bu çalışmada, GA'ların çözümünde MATLAB 7.0 programı kullanılmış ve elde edilen sonuçlar çizelge ve grafiklere dönüştürülmüştür.
Dört zamanlı, tek silindirli, değişken sıkıştırma oranlı bir dizel motorunun bilgisayar yardımı ile teorik simülasyonu ve performans analizi
Bilgisayar teknolojisinin hızla ilerlemesi otomotiv sektörünü önemli derece etkilemiştir. Araştırmacılar motorların performanslarını kolaylıkla karşılaştırabilmek amacı ile çevrim analizlerini yazılıma dönüştürmek için birçok çalışmalar yapmışlardır. Simülasyon programı üzerinden tasarlanan motorun boyutları, yakıtın cinsi, sıkıştırma oranı, supap zamanlaması, püskürtme zamanlaması, hava fazlalık katsayısı gibi birçok parametre değiştirilerek motorun veriminin ve performansının nasıl etkilendiği kolaylıkla incelenebilmektedir.Bu tezde, dört zamanlı, tek silindirli, normal emişli, direkt püskürtmeli bir dizel motorunun çevrim analizi için simülasyon programı geliştirilmiştir. Öncelikle simülasyonu yapılan motorun termodinamiksel hesaplamaları yapılmıştır. Hazırlanan bu modelde gerçek çevrim kayıpları göz önünde bulundurulmuştur. Daha sonra model MATLAB programlama dili ile simülasyona dönüştürülmüştür. Simülasyon sonucunda; tam yükte 1'er derecelik KA aralığında silindir basınç, sıcaklık ve farklı motor hızlarında (1000?4000 min-1), farklı sıkıştırma oranlarında (16:1?20:1?24:1), farklı hava fazlalık katsayılarında (1,3?1,5?1,7) motor performans eğrileri elde edilmiştir.Elde edilen basınç, sıcaklık, net iş, yanan yakıt kütlesi, ısı dağılımı, ortalama çevrim basıncı, motor gücü, sürtünme gücü, motor momenti, özgül yakıt tüketimi, mekanik verim ve termik verim gibi grafikler yorumlanmıştır.
Elektro-erozyon ile işlemede işparçasına uygulanan titreşimlerin işleme performansına etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Elektro Erozyon ile İşleme (EEİ) tekniğinin kararlılığını ve performans çıktılarını iyileştirmek amacı ile işleme haznesine ve işparçasına uygulanan farklı frekanstaki titreşimlerle değişik işleme koşullarında (boşalım akımı, vurum süresi ve işleme derinliği) deneyler yapılmıştır. İşleme haznesi titreşimli (İHT-EEİ) deneylerde ve işparçası titreşimli (İT-EEİ) deneylerde titreşimsiz koşullara göre elektrot aşınma hızı (EAH) ve bağıl aşınma (BA) değerlerinde azalma elde edilmiştir. Titreşimli deneylerde işparçası işleme hızı (İİH) ve ortalama yüzey pürüzlülüğü (Ra) değerlerinde daha küçük artış ve azalmalar tespit edilmiştir. Değişik işleme derinliklerinde işparçasına uygulanan titreşimler ile yapılan deneylerde frekans değerlerindeki artışların özellikle yüksek akım değerlerinde İİH değerlerinde artış, EAH, BA ve Ra değerlerinde azalma sağladığı tespit edilmiştir. İHT-EEİ tekniğinde işleme haznesinin istenen frekans ve genlik değerlerinde titreştirilememesinden dolayı İT-EEİ tekniğinin EEİ alanında daha etkin olabileceği deneysel sonuçlardan anlaşılmıştır.