2.277
Arşivlenen Tez
6
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
The development of fire detection robot
The aim of this thesis is to design and manufacture a fire detection robot that especially operates in industrial areas for fire inspection and early detection. Robot is designed and implemented to track prescribed paths with obstacle avoidance function through obstacle avoidance and motion planning units and to scan the environment in order to detect fire source using fire detection unit. Robot is able to track patrolling routes using virtual lines that defined to the motion planning unit. The design and implementation processes of the robot are as follow; the design and the development of mechanical, electronic systems and software. The design and the development of mechanical system; for the sketch drawings, dimensioning and solid state modeling of the robot, computer aided design and solid modelling computer programs were used. The carrier board of the robot is produced using wooden material and rigid plastic foam which are cheap, strong enough and easy to manufacture. Differential steering method is selected for semi-autonomous robot driving system and it is powered by four brushed DC (direct current) motors. The design and the development of electronic system; electronic circuits were designed and produced, instead of buying a commercial card. Both schematic diagrams and circuits of the data acquisition and control circuits are designed using Proteus electronic design program. These circuits are used to control the motion of the motors and establish a data flow between the laptop and the other peripheral sensing components. Software development; intelligent algorithms for obstacle avoidance and path tracking have been developed. A sensor data fusion algorithm for the sensors was also developed to get more reliable fire detection information. In conclusion; a fire inspection and detection robot with various functions to especially can be used in industrial areas was designed and manufactured. The functions of the robot were tested. It can be concluded that system is able to detect the fire source maximum 100 cm distance away while robot is moving with 0.5 m/s forward speed. Keywords: Data acquisition and control, Differential steering method, Firefighting, Sensor data fusion, Virtual path tracking.
The development of gas detection robot
As the development contunies in the industry, the increase in occupational accidents is inevetiable. It is possible with the improvement of health and safety conditions to prevent or decrease the number of these kinds of accidents. One of the precautions to be taken for health and safety conditions is to detect gas leaks before a possible fire. It can be seen in the literature review that some devices and mobile systems have been used to detect gas leaks. In accordance with the aim of this thesis, a robot was designed and developed. This robot was able to determine the location of the robot by using GPS module, and capture images from a camera. This robot has machine vision system that can be controlled by a remote control. In addition to these, this robot was able to detect the gas leaks and to determine the amount of gas. The computer received the data from robot and decided whether or not the amount of gas within limit values and produced the warning. The process of developing robot consisted of mechanical, electronics and software design. After the design and development of robot, the robot was tested in an airproof testing room. According to the results obtained from the tests, this robot was able to detect some combustible gases such as propane (C3H8) from different distances (0-200cm) at 0,5 m/s speed. This robot and results from this study can be used as a base for the future projects and studies related to the gas detection systems with robots.
Farklı taşıyıcı sistemli krenin analizi
Bu projenin amacı cam takviyeli plastik (CTP) I profillerin gezer köprülü kren ana kirişi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması ve dizaynıdır. Basit mafsallı ve sabit uzunluktaki iki farklı tipte I profil kren hareket yükleri altında analitik, nümerik ve deneysel olarak test edilmiş ve dinamik eğilme davranışları belirlenmiştir.Kren hareket simulasyonlarını gerçekleştirmek için kaldırma makinası, yükler ve kirişler SolidWorks (Versiyon 2007) bilgisayar programı ile modellenmiş ve daha iyi bir sonlu eleman boyutu elde edebilmek için basitleştirilmişlerdir. Yerçekimi kuvveti ve faydalı yükler dış kuvvetler olarak, daha önce CosmosMotion (Versiyon 2007) bilgisayar programı ile hesaplanan hareket yükleri ise atalet kuvvetleri olarak sisteme uygulanmıştır ve AnsysWorkbench (Versiyon10.0) ile nümerik analizler gerçekleştirilmiştir. CTP profillerin dizaynı için daha önce yapılan çalışmalar kirişlerin dizaynında taşınabilecek maksimum yükler yerine emniyetli sehim miktarının gözönüne alınması gerektiğini vurgulamaktadır. Bu çalışmada emniyetli sehim miktarı ?kiriş uzunluğu/1000? olarak hesaplanmıştır.Kaldırma makinasının dizaynı DIN15018 dikkate alınarak yapılmış ancak tekerlekler, sistemi hafifletmek amacıyla polyamid (PA6) malzemeden imal edilmiştir. Araba çerçevesi AISI1020, tanbur ve makaralar AISI1040 çeliğinden imal edilmiştir. Ana kiriş malzemesi olarak ise EN13706'da EN23 olarak sınıflandırılmış E-camı fiber ve polylester resinden imal edilmiş CTP malzeme seçilmiştir. Analitik, nümerik ve deneysel olarak elde edilen sonuçlar sonuç bölümünde ele alınmış ve karşılaştırılmıştır.
Computational fluid dynamics application for determining flow characteristics of valves
The valves used in different fields of industry are the most indispensable elements of the flow control. The expectations of the users differ from one another according to the aim of the usage like having a longer lifeline, supporting a more sensitive flow control and having a minimum resistance to flow if necessary; that?s why, the engineers improve the existing valves and look for new models.Nowadays, computers are the greatest helpers of engineers. Computer support in the analysis of difficult problems like solving flow problems is a big facility. After drawing a valve in three dimensional with computers, the working conditions of valves can be analyzed using finite element method and computational fluid dynamics codes. The results of the changes in the geometry can be observed without producing a prototype via this analysis.In this study, the flow characteristic curves of the ball and butterfly types of valves, which are widely used in industry, are analyzed by ANSYS CFX and the results are compared with the catalogue data of the valve producing firms.
Out-of-plane dynamic stability analysis of curved beams under distributed dynamic loading
In this study, out of plane stability analysis of tapered cross-sectioned thin curved beams under uniformly distributed dynamic loads is investigated by using the Finite Element Method. Applying Lagrange?s principles to the energy expressions, the equation of dynamic equilibrium of the system is obtained and the problem is reduced to an eigenvalue problem. Solutions referred to as Bolotin?s approach are investigated for the dynamic stability analysis and the first unstable regions are examined. Out of plane vibration and out-plane buckling analyses are also studied. In addition, the results obtained from this study are compared with the results of other investigators in existing literature for the fundamental natural frequency and critical buckling load. The effects of subtended angle, variations of cross-section and, static and dynamic load parameters on the stability regions are shown in graphics. Moreover the results obtained with and without internal node for the vibration, buckling and dynamic stability are also compared.
Design and vision based control of a mobile manipulator
An autonomous mobile manipulator, a wheeled mobile platform carrying a manipulator arm, with a vision based target acquisition system can be able not only to find and maintain fixation on a moving target but also to manipulate or handle it while the system itself is in motion.In this context, a mobile manipulator is designed and constructed with its subsystems: electromechanical, electronics and computer parts. Resultant robotic system consists of differentially driven mobile platform and a planar manipulator with servo controllers and measurement circuits. A calibrated stereo rig is mounted on mobile platform. This vision system is to obtain task space feedback for mobile manipulator control. A computer is integrated to overall setup as a controller which exploits vision system data.Using vision based control methodology, two different control types for mobile platform and manipulator are applied. Mobile platform is controlled with a hybrid visual servo controller. To control instantaneous linear velocity of mobile platform, a position based visual servo algorithm is developed and angular velocity, it pivots, is controlled with image based visual servo control law. Manipulator motion is controlled via dynamic look and move control strategy, in which actuator references updated instantaneously according to acquired target position.Control of the mobile manipulator, first, is done by task sequencing. A task is separated in to two parts: Mobile platform moves till target is placed in manipulator workspace and in proper orientation that gripper (tracking) can hold, afterwards manipulator moves to hold target (handling).The second control strategy developed is focused on redundancy of mobile manipulator and its motion controlled via moving manipulator and mobile platform simultaneously
Design and analysis of robot manipulators by integrated CAE procedures
Robots are the basic components of production sector. Computer aided engineering methods must be used effectively in the design process since the robot design has various parameters. In this study, for industrial robots, a design process in which the integrated engineering methods are employed, is considered and three different robots are designed following this process. Two of the designed robots have been manufactured and are ready for operation.The design of the trajectory is of great importance in order to use the robots efficiently. Great attention must be paid on trajetory design in order to reduce the end point deflections which occur at the stoppage, especially in high speed movements. In this study, the importance of the trajectory design is presented by experimental and numerical investigation of strains induced on an industrial robot.The robots have different structural stiffnesses for different positions since they are movable machines. In this study, a new concept which presents the changes in the stiffness for different positions of the robot within its workspace is presented. A new concept named as ?Rigidity Workspace? is investigated according to the end point static deflections and modal behaviour of the robot. A new proposal is made for the method of positional accuracy compansation which is performed for every industrial robot. Besides, the influence of the joint flexibility definition on real end point deflections and modal behavior of robot systems is investigated experimentally and numerically.
Air to air heat exchanger performance
Proper ventilation is obligatory in buildings where humans spend 70% of their life. Humidity, pollutant particles, smoke and harmful gases lower indoor air quality and cause sicknesses. To create an adequate air inside, dirty indoor air shall be exhausted and fresh air shall be taken from outdoors. To obtain controlled ventilation, buildings HVAC systems are designed by using mechanical ventilation. Mechanical ventilation is done with the help of an exhaust air fan, supply air fan and proper ventilation.Exhausted indoor air is conditioned air, for summer it is cooled and in winter it is heated to design temperatures. To transfer heat between exhaust air and supply air, air to air heat exchangers (heat recovery exchangers) are used in modern ventilation systems. By the help of air to air heat exchangers, fresh air from outdoors is pre-heated or pre-cooled by the help of exhausted air thus decreases the energy used to condition indoor air.Air to air heat exchangers are rated according to their efficiency which varies according to indoor and outdoor air temperatures. The same heat exchanger shall be evaluated according to the climate in which it is going to be installed.In this research, a sample heat recovery ventilator has been examined according to its energy savings. Outdoor air temperatures received from Devlet Meteoroloji Enstitusu has been evaluated by means of average values and hourly values. Energy savings in heating and cooling seasons are considered in different climates including warm, cold and extremely cold climates.
Computer aided analysis of a plate subjected to a circular moving load
Moving load problem is investigated by engineers in various engineering structures such as beams and plates. In this thesis, vibration analyses of plates subjected to a circular moving load are realized by using the finite element method. ANSYS parametric design language is used to create the finite element model of the plate considering circular trajectory. A single point load is moved over the circular trajectory. The amplitude of the circular moving load changes harmonically on the plate. The two excitation frequencies corresponding to the first two natural frequencies of the plate are used in the harmonic circular moving load. The dynamic time response is obtained from the middle point of the plate. Natural frequencies of the plate are found with the modal analysis. The results are compared with the reference study. The effects of the radius of the circular path, forcing frequency and rotating speed of the moving load are investigated.
Investigating the effect of misalignment on rotor-bearing systems connected with helical coupling
In this thesis, helical coupling is modeled with the gemetrically exact beam theory in order to investigate the effect of misalignment on rotor-bearing systems. A new approach based on using constitutive equations as constraint was developed. Comparison with previous results showed that proposed approach was able to predict the frequency components associated with misalignment. Results indicated that misalignment causes driven shaft velocity to fluctuate around that of driving shaft for any misalignment type. However variations observed in velocity are not constant for given misalignment value but dependent on inertia and coupling geometry. Large inertia causes rotor velocity to converge to that motor. Results showed that reaction loads are also dependent on inertia and coupling geometry.
Optimization of human tooth crown in terms of stresses occured after firing process
In this study, it has been purposed to determine the more harmonious material pairs in human tooth crowns which are used for prosthetic treatments and constituted from the different substructure and veneering materials in terms of stresses occurred after firing process. It has been used the most preferred material pairs in dentistry at the present time.Firstly, elastic and plastic region behaviors in the high temperatures of three of the investigated metal alloys have been determined by the hot compression tests. The other properties of the investigated materials have been obtained from the literature studies or documents of the producing firms. Also, it has been developed the calculations that the viscoelastic behaviors effects of the porcelain in high temperatures have been included into the elastic properties. the temperature variations of the inner and outer surfaces been measured after the standard firing process, preparing a crown specimen relating to central incisor tooth of human and then the cooling curves of the inner and outer surfaces has been determined. With the assistance of these cooling curves obtained, the equivalent convection coefficients include the effects of radiation and convection together, have been calculated.The three dimensional (3D) model of the test specimen prepared has been constituted, using ABAQUS finite element program. The equivalent convection coefficients calculated from the experiments have been entered into the finite element program, and then the cooling curves obtained from the analyses have been fitted to the experimental cooling curves, making the minor revisions on these coefficients. In this way, the atmosphere in the furnace has been determined exactly in the finite element program.Afterwards, the analyses of thermal stresses which have been constituted during the cooling process have been done for the different material couples. The results have been evaluated in terms of the maximum stresses and the residual stresses.
Scroll ve pistonlu tip soğutma kompresörlerinin kapasite ve verimlerinin çalışma şartları ile değişimi
Bu çalışmada, üretici firmalar tarafından yayınlanan kompresör kataloglarından hareketle, farklı tip ve marka kompresörlerin performans tabloları oluşturulmuştur. Firmaların yayınladığı bu kataloglarda soğutma kapasitesi ve kompresör gücü mevcut olup isentropik verim, basınç oranı, emiş hacmi, hacimsel verim ve soğutma etkinlik katsayısı hesaplama ile elde edilmiştir. Öncelikle scroll ve pistonlu tip kompresörlerin kapasite ve verimlerinin çalışma şartları ile değişimi incelenmiş ve karşılaştırma yapılmıştır. Daha sonra aynı tip kompresörlerin farklı markaları arasında kapasiteye bağlı isentropik verim ve soğutma etkinlik katsayısı değişimi araştırılmıştır. Farklı kompresör tipleri için soğutma kapasitesi ve verimin, buharlaşma ve yoğuşma sıcaklıkları ve basınç oranı ile değişimi grafikler halinde verilmiş ve değerlendirilmiştir. Scroll tip bir soğutma kompresörünün deney sonuçları ile katalog değerleri karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.Anahtar sözcükler: Hacimsel verim, isentropik verim, pistonlu kompresör, scroll kompresör, soğutma etkinlik katsayısı
Effect of geometrical parameters on heat transfer and pressure drop characteristics of plate fin and tube heat exchangers
In this study, the influences of the changes in fin geometry on heat transfer and pressure drop of a plate fin and tube heat exchanger are investigated, numerically. A comparison between experimental results (Herchang Ay, JiinYuh Jang and Jer-Nan Yeh, 2002) and numerical ones for temperature distribution and local convective heat transfer coefficients over a plate-fin surface inside the plate finned and three row tubes heat exchangers are performed. In addition, plate fin and one row tube heat exchanger is analyzed numerically for different geometrical parameters. A computational fluid dynamics (CFD) program called Fluent is used in all analysis. In numerical study for plate fin and one row tube heat exchanger, the effects of the distance between two fins, tube center location, fin height, tube thickness, and tube ellipticity on heat transfer and pressure drop across the heat exchanger are investigated. The distance between fins is found to have a considerable effect on pressure drop. It is observed that placing the fin tube at downstream region affects heat transfer positively. Another important result of the study is that increasing ellipticity of the fin tube increases the heat transfer while it, also, results in an important reduction in pressure drop.
Fracture behavior of welded steel structures subjected to dynamic loads
The Marmara earthquake on August 17, 1999 resulted in great human tragedy for the Turkish people. Thousands of people died in the collapse of concrete building although steel structures, which are generally used for industry, could withstand. However, the Kobe in Japan (1995, January 17) and Northridge in US (1994, January 17) earthquakes brought about serious damage to some steel welded structures by unexpected failure in a brittle manner. This indicates that it is not only enough to use the steel structures in seismic areas but also necessary that they have ability of the connection to deform plastically without brittle fracture during an earthquake.The goal of this thesis is to investigate and develop the performance of the steel welded connections. To this end, the effects of the material properties of the weld which is used in steel structures, crack placed in the weld region and dynamic loading on the fracture behavior of the structure have been examined. ABAQUS 6.5 has been used to examine the stress distribution in the welded steel structure and fracture behavior. Elastic and elasto-plastic finite element analyses have been performed. The nonlinear finite element analyses have been repeated for various frequency values of different loading cases in order to see the effect of the strain rate, which defines the earthquake loads. It is concluded that electrode type affects the fracture behavior of the welded structure.Keywords : Fracture, finite element method, welded steel connections.
Mayın temizlemede kullanılan tiller ataşmanının parametrik tasarımı ve numerik modellemesi
Dünya üzerinde yüz milyon kilometrekare mayınlı alan olduğu tahmin edilmektedir. Mayınlı arazilerin ekonomiye kazandırılması ve toplumsal etkilerini ortadan kaldırmak için mayın temizleme çalışmaları yapılmaktadır. Mayın temizleme, mayın detektörleri ile arama yapılarak temizlenmek gibi geleneksel yöntemler ile yapıldığında hem çok maliyetli olmaktadır hem de uzun süreler almaktadır. Diğer taraftan el ile yapılan temizlemeler hayati riskler de taşımaktadır. Son yıllarda mayın temizlemek için uzaktan kumanda edilen makinalar kullanılmaya başlanmıştır. Bu makinalar ile hem anti-tank hem de anti-personel mayınları oldukça etkili, hızlı ve risksiz bir şekilde temizlenmektedir. Bu makinalar zincirlere bağlı tokmaklar ile toprağı döverek, tiller takımı ile toprağı kazarak ya da ağır silidirler ile mayınları infilak ettirerek temizlemektedirler. Tez kapsamında genellikle ağır çalışma şartlarında kullanılan tiller ataşmanı ile mayın temizleme makinası tasarım parametreleri üzerinde durulmuştur. Uzaktan kumandalı mayın temizleme makinaları genellikle dizel motor tahrikli, hidrostatik aktarım sistemine sahip paletli araçlardır. Operatörün güvenli bir bölgeden makinayı kumanda etmesiyle herhangi bir güvenlik riski taşımamaktadır. Mayın temizleme makinaları mayınları infilak ettirerek temizlemektedirler. Bu nedenle özellikle mayına en yakın bölge yani ataşman bölgesinin patlama yüklemesine mukavim olması, temizlemenin sürdürülebilir olması açısından çok önemlidir. Tez kapsamında patlama yüklerinin fiziksel davranışları, sonlu elemanlar yöntemi ile Lagrange-Euler yaklaşımlarının incelenmesi ve farklı numerik hesaplama yöntemlerinin deneysel veriler ile karşılaştırması yapılmıştır. Öte yandan tiller takımı davranışının operasyonel parametreler karşısında değişimi ve tiller takımı kinematiği için bir analitik bir hesaplama yöntemi geliştirilmiştir. Aynı zamanda tiller takımının toprak ile etkileşimi sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmiş sonuçları analitik hesap sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Tiller ataşmanları için genellikle kullanılan silindirik rotorların patlama sonrasında eylemsizlik momentini etkilemeyecek, plastik şekil değişimi ile sonuçlanmayacak et kalınlığı ve çap seçimi için de ayrıca çalışma yapılmış ve ortaya bir seçim diyagramı konmuştur. Bu tezin asıl amacı günümüzde ülkemizde de üretilmeye başlanan mayın temizleme araçları tasarımı için bir metodoloji oluşturmak ve tasarım sürecini kolaylaştırmaktır.
Karbon elyaf takviyeli kompozit borularda delik delme işleminin mekanik ve yorulma davranışları üzerindeki etkisinin araştırılması
Elyaf takviyeli polimer kompozitler yüksek dayanım ve sönümleme kabiliyeti, hafiflik ve yüksek korozyon direnci gibi mükemmel özellikleriyle havacılık, otomotiv, denizcilik ve taşımacılık gibi pek çok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kompozitler kullanım amacına bağlı olarak çeşitli yöntemler ile farklı geometrilerde üretilebilmektedir. Özellikle çift eksenli elyaf oryantasyonuna sahip kompozit boruların üretiminde filaman sarım ve rulo (prepreg) sarım yöntemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Farklı yöntemler ile üretilmiş kompozitlerin mekanik davranışları farklı olabileceği gibi işlenebilirlik karakteristiği de farklı olacaktır. Kompozitler çoğu zaman net şekle yakın geometride üretilseler de montaj işlemleri için kompozit üzerinde delik açma amacıyla konvansiyonel delik delme prosesi yaygın olarak kullanılmaktadır. Öte yandan kompozit boruların mekanik özelliklerinin belirlenmesinde yaygın olarak kullanılan halka çekme (disk ayırma) metodu için numune hazırlanırken, zayıflatılmış kesit oluşturmak amacıyla kompozit boru üzerine delik açılmaktadır. Anizotropik bir yapıya sahip olan kompozitler delindiklerinde ilk ve son tabakada delme kaynaklı delaminasyon oluşmakta ve ayrıca delik içi yüzeylerinde de mikro hasarlar meydana gelmektedir. İşlenebilirlik kaynaklı bu hasarlar sebebiyle özellikle havacılık endüstrisinde birçok parça reddedilmektedir. Bu çalışmada öncelikle +45°/-45° elyaf oryantasyonuna sahip rulo (prepreg) sarım yöntemiyle üretilmiş kompozit boru iç yüzeyinden (içbükey kavisli yüzey) ve dış yüzeyinden (dışbükey kavisli yüzey) delinerek farklı yüzey eğriliklerinin kompozitlerde delik delme prosesine etkileri incelenmiş ve düz yüzey (plaka) ile kıyaslanmıştır. Ardından +45°/-45° elyaf oryantasyonunda filaman sarım ve rulo sarım yöntemleri ile üretilmiş karbon elyaf takviyeli kompozit borularda delik delme karakteristiği incelenmiş ve aynı elyaf oryantasyonuna sahip kompozit plaka ile kıyaslanmıştır. Delme karakteristiği, farklı kesme parametreleri ile destek kullanılarak ve kullanılmadan araştırılmıştır. İşlenebilirlik, itme kuvvetleri, delik delme kaynaklı delaminasyon, delik içi yüzey hasarları ve delik içi yüzey kalitesi dikkate alınarak değerlendirilmiştir. İşlenebilirlik testlerinden sonra, test edilen parametreler aralığında en fazla itme kuvveti ve hasarın oluştuğu durum, en az itme kuvveti ve hasarın oluştuğu durum ve destek kullanımı dikkate alınarak üç farklı koşulda delinmiş filaman ve rulo sarım kompozit boruların mekanik davranışı incelenmiştir. Çevresel (halka) çekme, çevresel çekme-çekme yorulma ve radyal basma testleri ile farklı koşullarda delinmiş kompozit boruların mekanik davranışları ve hasar gelişimleri analiz edilerek yorumlanmıştır. Test sonuçları kompozit borunun iç yüzeyinden delindiğinde, dış yüzeyden delmeye kıyasla daha az kuvvet ve hasar oluştuğunu ayrıca kompozit plakada aynı kesme koşullarında kompozit borulara kıyasla daha fazla kuvvet ve hasar oluştuğunu göstermiştir. Destek kullanımıyla kompozit plakada ve filaman sarım boruda delme kaynaklı delik çıkış delaminasyon hasarı önemli oranda azalmıştır. Filaman sarım kompozit borunun çevresel çekme yükü altındaki davranışı rulo sarım kompozit borudan daha iyiyken, rulo sarım kompozit boru çevresel çekme-çekme dinamik yükü ve radyal basma yükü altında filaman sarımdan daha iyi bir performans sergilemiştir. Filaman sarım kompozit boruda farklı delme koşullarının mekanik davranışları etkilediği gözlemlenirken, rulo sarım kompozit boruda üretim kaynaklı kusurların daha baskın olması nedeniyle, delme koşullarının mekanik davranış üzerinde kayda değer bir etkiye sahip olmadığı tespit edilmiştir.
Binek araçlarda kütle değişiminin konfora etkisinin araştırılması
Bu araştırmada, araçlardaki kütle değişimlerinin süspansiyon sistemleri vasıtasıyla sürüş konfor üzerindeki etkisi incelenmiştir. Binek araçların süspansiyon sistemi üzerine matematiksel modelleme yapılmıştır. Süspansiyon sistemi sönümleme değerlerine ilişkin deneysel bulgular, test çalışmaları ile birlikte elde edilmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Araştırmada iki farklı binek araç kullanılmış olup ve iki farklı yol profilinde 50 km/h ve 80 km/h hız altında yapılan test çalışmalarında sürücü ve yolcu sayısı değişimi ile kütle artışı yapılarak test çalışmaları tamamlanmıştır. HVM 100 titreşim ölçüm cihazı ve ped ivmeölçer ile sürücü üzerinde oluşan ortalama ivme değerleri ölçülerek Blaze yazılım programında sayısal bulgu ve grafiklere dönüştürülerek analizleri yapılmıştır. Yapılan analizlere göre; binek araçlarda kütle artışı gerçekleştikçe süspansiyon sistemi sönümleme oranının arttığı buna bağlı olarak da sürücü üzerinde oluşan ortalama ivme değerlerinde azalma olduğu ve konfor hissinin arttığı görülmüştür. Sürüş konforunun artırılması üzerine yapılacak çalışmalardan bahsedilmiştir. Test çalışmaları incelendiğinde kütle artışının sürüş konforunu artırdığı, sürücü ve yolcu üzerinde farklı parametrelerin sebep olduğu titreşimlerin azaldığı gözlemlenmiştir.
İnsan radius kemiğinin farklı medikal programlarla oluşturulan üç boyutlu modellerinin geometrik olarak karşılaştırılması
Bu araştırmada, medikal sektörde kullanılan ve dokuların üç boyutlu (3B) olarak oluşturulmasını sağlayan üç farklı programdan elde edilen insan Radius kemiğine ait veriler hem kendi aralarında ve hem de referans yöntemiyle oluşturulan veriler ile istatistiksel olarak karşılaştırılmıştır. Referans yöntemi tersine mühendislik yönteminde kullanılan cihazlardan birisi olan 3B lazer tarayıcı olarak belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan medikal programlar Mimics, 3D Slicer ve 3D Doctor olarak seçilmiştir. Çalışmada gerçekleştirilen istatistik analizde dört grubun kendi aralarındaki karşılaştırmaları Kruskal Wallis testi ile grupların ikili karşılaştırmalar ise Mann Withney U testi ile gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre her iki karşılaştırma sonucunda yöntemler arasında anlamlı bir fark (p<0.05) oluşmadığı görülmüştür. Bu sonuçlar bize araştırmamız dahilinde medikal alanda her üç programında birbirleri yerine kullanılabileceği sonucunu ortaya çıkarmaktadır.
Modal test ve sonlu elemanlar metodu ile bir biyelin titreşim analizi
Bu çalışmada dört zamanlı dört silindire sahip benzinli bir motora ait biyelin titreşim özellikleri modal analiz yöntemi ile tespit edilmiştir. Literatür taraması incelendiğinde, modal analizin doğal frekanslar, sönüm oranları ve mod şekilleri gibi titreşimi ifade eden üç temel değişkenin elde edildiği çalışmalar olduğu görülmektedir. Bu kapsamda bu üç özellik deneysel modal analiz ve sonlu elemanlar metodu aracılığıyla elde edilmiştir. Deneysel modal analiz, deneyde kullanılan ip sayısında ve biyelin ölçüm konumlarında değişiklikler yapılarak gerçekleştirilmiştir. Bununla beraber, titreşim özellikleri elde edilecek malzemenin herhangi bir yöne hareketi kısıtlanmamış 6 serbestlik dereceli uzayda bulunduğu var sayıldığı için, sonlu elemanlar metodunda elastik ip bağlama metodu kullanılmamaktadır. Sonlu elemanlar metodu ve deneysel modal analiz ile elde edilen doğal frekans, mod şekli ve sönüm oranı değerleri karşılaştırılmıştır. Tasarlanan algoritma yardımıyla deneysel modal analize ait mod şekilleri elde edilmiştir. Sonlu elemanlar metodu için mod şekilleri de tasarlanan algoritma ile belirlenmiştir ve deneysel modal analizden elde edilen mod şekilleri ile karşılaştırılmıştır. Modal güvence matrislerinin eldesinde deneysel modal analize ait veri çiftleri için AutoMAC yöntemi kullanılmıştır. Deneysel modal analiz ile sonlu elemanlar metoduna ait verilerin karşılaştırması için ise CrossMAC yöntemi ile modal güvence matrisleri hesaplanmıştır. Sonuç olarak, söz konusu biyele ait titreşim özellikleri çeşitli metotlarla belirlenmiş ve bu metotların kendi içlerinde karşılaştırmaları yapılmıştır. Deneysel modal analiz ve FEM ile elde edilen doğal frekans değerlerinin ilk üç mod için birbirine oldukça yakın olduğu görülmüştür. Ayrıca, elde edilen doğal frekansların, bir motorun kullanımdaki devir aralıklarıyla çakışmadığı tespit edilmiştir. Böylelikle motorun herhangi bir çalışma devrinde rezonans söz konusu olmayacağı anlaşılmıştır. Deneysel modal analiz ve FEM ile elde edilen sönüm oranları arasındaki fark, yerçekimsiz ve kısıtsız şartlar ile maddesel ortamdaki malzemenin yapabileceği sönümün önemli ölçüde farklı olacağını göstermektedir. Pratikte kullanılabilecek sönüm oranı değerlerinin, deneysel modal analizden elde edilen sönüm oranları olması gerekir, çünkü bir biyelin maddesel ortamda sahip olduğu titreşim karakteristikleri, kullanım durumundaki karakteristiklerine daha yakındır. Elde edilen çok sayıda veri ve yapılan değerlendirmeler ışığında bir biyele ait tüm bu özelliklerin pratikte ne anlama geldikleri bu tezin içerisinde detaylıca açıklanmıştır. Anahtar Kelimeler: Modal Analiz, Biyel, Frekans Cevap Fonksiyonu, Sonlu Elemanlar Metodu, Modal Güvence Matrisi
Borlanmış farklı kimyasal bileşime sahip olan soğuk iş takım çeliklerinin aşınma davranışlarının incelenmesi
Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiş Böhler K340 ve 1.2990 kalitesinde soğuk iş takım çelikleri kutu borlama (KB) yöntemiyle borlanmıştır. Kutu Borlama işlemi 950 °C sıcaklığında 2, 4 ve 6 saat zaman diliminde Ekabor II tozu kullanılarak uygulama yapılmıştır. Ardından 750°C'de 3 ve 5 dakika, 800°C'de 3 ve 5 dakika oksidasyon işlemine tabi tutulmuştur. Uygulama sonrası optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu, X-ışını analizi, mikrosertlik testi ve aşınma testleri bulunmaktadır. Optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu, elde edilen borür tabakalarının yapısal özelliklerini incelemek için kullanılmıştır. Mikrosertlik testi, borür tabakalarının sertlik değerlerini belirlemek için kullanılan bir yöntemdir. Aşınma testleri, elde edilen borür tabakalarının aşınma direncini değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bilye-disk aşınma cihazı kullanılarak, 0,3 m/s kayma hızı, 5N yük ve 300 metre kayma mesafesiyle WC-Co bilyeye karşı aşınma testleri yapılmıştır. Bu testler sayesinde tabakanın aşınma davranışı ve aşınma direnci belirlenmiştir. 1.2990 çeliğinde KB ve oksidasyon numunelerinin mikrosertlikleri 1312-1669 HV0,2, aşınma hızları da 4,92 ile 89,58x10-6 mm3/Nm aralığındadır. K340 çeliğinde KB ve oksidasyon numunelerinin mikrosertlikleri 1160-1653 HV0,2, aşınma hızları da 0,628 ile 71,78x10-6 mm3/Nm bulunmuştur.
Otomotiv sektöründe kullanılan sac metal malzemelerin farklı teknikler ile oluşturulan birleşimlerinin yorulma özelliklerinin araştırılması
Bu araştırmada, Otomotiv sanayinde araç komponentlerinde kullanılmakta olan ve birbiriyle metalürjik olarak uyumsuz olan Erdemir 1314 kalite galvanize çelik sac levha ile Al 5052 H32 alaşımı sac levha, otomotiv sanayinde tercih edilen sac levha birleştirme metotlarından üç farklı metot kullanılarak tek noktadan olmak üzere birleştirilmiş ve yorulma davranışları araştırılmıştır. Bu araştırma için belirlenen üç farklı birleştirme metodu sırasıyla; Form Punta (FP), Elektrik Direnç Kaynağı (EDK) ve Kendiliğinden delen perçinleme (KDP) metottur. Bu araştırmada, yorulma deneyleri öncesi, Erdemir 1314 kalite galvanize çelik ile Al 5052 H32 alaşımından oluşan sac metal malzemeler, mekanik özellikleri belirlemek amacıyla TSE EN ISO 6892-1 standardına göre çekme testi uygulandı. Çekme testleri öncesi alüminyum ve çelikten oluşan sac levha numunelerden oluşan malzemelerin içyapısında elementlerin varlığı firmaların bize sunduğu özelliklerde olup olmadığı belirlemek amacıyla OES (Optik Emisyon Spektroskopi) ile analiz edildi. EDK ile birleştirilen numuneler üzerinde Enerji Dağılım Spektrometresi (EDX) ile kaynak bölgesindeki dağılımları ve bu dağılımın oransal yapısı belirlendi. Çelik ve alüminyum alaşımı sac levha numuneleri, bu araştırmada belirlenen üç farklı sac levha birleştirme metodu ile TS EN ISO 14273 kesme deneyi standardına göre birleştirilmiştir ve ayırma kuvvetleri belirlenmiştir. Yorulma deneyleri için, çelik ve alüminyum sac levha numuneler bu araştırmada belirlenen üç farklı sac levha birleştirme metodu ile TSE EN ISO 14324 standardına göre birleştirilip yorulma deneyleri yapıldı. Elde edilen deney verileri neticesinde yorulma ömür grafikleri oluşturuldu. Yorulma çevrim sınırı olarak N=106 çevrim sayısına karşılık gelen değerler alınmıştır. Ayrıca sac levha bağlantı metotları ile birleştirilen numunelerin metalografik cihazlar kullanılarak hazırlanan kesit görünüşleri optik mikroskoplar yardımıyla fotoğrafları çekilerek, kesit görünüşlerde FP ve KDP birleşim formlarının yapısı incelenmiştir. Yorulma deneylerine başlanabilmesi için gerekli olan kesme ayırma dayanımlarının değerlendirmesinde EDK metot ile yapılan birleştirmeler diğer bağlantı metotlarına göre daha yüksek dayanıma sahip olduğu tespit edilmiştir. En düşük kesme ayırma değerleri FP metodunda gözlemlenmiştir. Daha esnek bir birleştirme yapısına sahip olan FP tekniğinin yorulma ömürleri, diğer birleştirme metotlarına göre daha üstün değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Elektrik Direnç Kaynağı, Form Punta, Kendiliğinden Delen Perçinleme, Sac Levha Birleştirme Metodu, Yorulma
Kök kanal şekillendirmesinde döner nikel-titanyum endodontik aletlerin üç boyutlu dinamik modellenmesi
Kök kanal şekillendirilmesinde sıklıkla kullanılan Nikel-Titanyum döner eğeler, zaman zaman kök kanallarında kırılabilmektedir. Döner eğelerdeki öngörülemez bu kırıklar, diş yapısını zayıflatıp kanal tedavisinin başarısını önemli ölçüde azaltmaktadır. Eğelerin geometrik tasarımında iyileştirmeler yaparak, maruz kaldıkları eğilme, burulma ve yorulma dirençlerini daha iyi hale getirmek mümkündür. Bu çalışmada, kök kanal tedavisi sırasında eğede meydana gelen gerilme, şekil değiştirme ve yorulma ömürleri sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmiştir. Sonlu elemanlar analizlerinde, eğenin yaptığı dönme ve öteleme hareketi dikkate alınarak dinamik modelleme şartlarında çözümler gerçekleştirilmiştir. Çalışmada dört farklı eğe kesiti, üç farklı kök kanal eğrilik açısı, iki farklı helis adımı dikkate alınmıştır. Elde edilen sonuçlar, dışbükey üçgen kesitli eğelerin daha az maksimum gerilmelere maruz kaldığı, bu kesitli eğelerin yorulma ömürlerinin daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ek olarak, kök kanallarındaki eğrilik açısının artmasının, eğelerin yorulma ömrünü olumsuz etkilediği tespit edilmiştir. Bu nedenle, yüksek eğriliğe sahip kök kanallarındaki tedavinin çok daha dikkatli bir şekilde gerçekleştirilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca, eğedeki hatvenin artışının maksimum gerilmeyi arttırdığı, buna bağlı olarak eğelerin ömrünü azalttığı tespit edilmiştir.
Alüminyum levha kompozitlerin mikro delinebilirliğinin deneysel incelemesi
Alüminyum kompozitler; otomotiv, savunma ve yapı mühendisliği gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, arasında düşük yoğunluklu polietilen bulunan (PE) 2 adet 3105 serisi alüminyum levhanın birleştirilmesiyle oluşan alüminyum kompozit panellerin mikro delinebilirliği üzerine deneysel çalışmalar yapılmıştır. Alüminyum-polietilen kompozit panelin (Al-PE) mikro delme işlemi sonrasında kesme kuvvetlerini, çıkışta meydana gelen çapak oluşumunu, mikro matkaplarda ki çap değişimlerini ve panel üzerine açılan deliklerin çapları araştırılmıştır. Mikro delme testi parametreleri, Taguchi'nin L16 (4^2 2^3) ortogonal dizisi kullanılarak tasarlanmış olup beş kontrol parametresi ile gerçekleştirilmiştir. Bunlar dört seviyeli kesme hızı (10 m/dk, 20 m/dk, 30 m/dk, 40 m/dk), dört seviyeli ilerleme hızı (0,5 µm/dev, 1 µm/dev, 2 µm/dev, 4 µm/dev), iki seviyeli takım çapı (700µ, 1000µ), 2 seviyeli kaplama durumu (AlTiN kaplamalı, kaplamasız) ve iki seviyeli (100°, 140°) takım ucu açısıdır. Varyans analizi (ANOVA) için maksimum delme kuvveti (Fz), maksimum çapak yüksekliği ve hem matkap takımı hem de delik çaplarındaki meydana gelen değişimler ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar alüminyum tabaka delinirken delme kuvvetinin maksimum seviyede olduğunu, polietilen tabakada delinirken ise delme kuvveti minimum düzeyde oluştuğunu göstermiştir. Matkap uç açısının delme kuvveti üzerinde en etkili parametre olduğu görülmüştür. Takım çapındaki değişim üzerinde en önemli etkiye matkap çapı (%26,15) sahipken, uç açısının takım aşınması üzerinde %25,79'luk etkisinin olduğu belirlenmiştir. Delik çapındaki değişimde en büyük etkiye matkap çapı (%36,67) ve kesme hızı (%25,15) sahiptir. Kesme hızının ve ilerleme hızının arttırılması da delik çapı değişimini azaltmıştır. Delme parametrelerinden ilerlemenin delik çapı değişimine etkisi %16,13'tür. AlTiN kaplamanın etkisi %12,38 iken takım uç açısının etkisinin (%0,64) ihmal edilebilir düzeyde olduğu söylenebilir. Delik çıkışındaki çapak yüksekliği üzerinde en büyük etkiye uç açısı (%67,80) sahip olup, AlTiN kaplama kompozitin orta katmanındaki polietilenin yumuşamasına sebep olmuş ve oluşan sıvanma ile birlikte delik çıkışındaki çapak yüksekliğinde artış gözlenmiştir.
Geleneksel imal edilen mekanik parçanın topoloji optimizasyonu ve sonlu elemanlar analizi
Günümüz endüstrisinde, makine cihaz ve sistemlerde enerji verimliliği, imalat maliyeti, hassasiyet, ergonomi ve hafiflik kriterleri öne çıkmaktadır. Belirtilen kriterlerin her biri için, makine parçası imalatında ayrı ayrı mühendislik uygulamalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma kapsamında otomotiv sektöründe imalatı yapılan bir braket parçası seçilerek topoloji optimizasyon çalışması yapılarak kütle azaltması gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada tasarlanan parçanın imalatında kısıtlamalar olmaması için eklemeli imalat önerilerek tasarım kriterleri azaltılmıştır. Optimizasyon çalışmasında girdi parametreleri; latis hücre tipi, latis hücrelerde maksimum ve minimum hücre kalınlığı ve birim hücre boyutu seçilmiştir. Seçilen parametrelerden latis hücre tipinde; schwarz, diamond, gyroid, lidinoid, splitp ve neovious olarak 6 tip hücre seçilmiştir. Minimum hücre kalınlığı için; 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, maksimum hücre kalınlığı için; 4 mm, 4,5 mm, 5 mm ve birim hücre hacmi için ise 27 mm3, 64 mm3 ve 125 mm3 olmak üzere üç parametre seçilmiştir. Yapılması planlanan sonlu elemanlar analizlerinin (FEA) optimizasyonu için Taguchi metodu kullanılmış ve neticede FEA sayısı 18 olarak belirlenmiştir. FEA sonucunda, seçilen parça üzerinde oluşan von-Mises gerilme esas alınarak 32%'den fazla kütle azaltması gerçekleştirilebileceği sonucuna varılmıştır.
Titreşim izolatörü kullanılarak pres tezgahının temelindeki titreşimlerin azaltılması üzerine bir araştırma
Üretim sırasında preslerde oluşan dinamik kuvvetler tezgâhın gövdesi yardımıyla zemine iletilmektedir. Kuvvetin şiddetine göre zeminde salınım oluşmaktadır. Bu kuvvetlerin yalıtılması amacıyla tezgâh ile zemin arasına yalıtım elemanı olarak izolatör yerleştirilmiştir. İzolatörün, pres zemin titreşim seviyelerinin azaltılmasında etkili olduğu görülmüştür. Çalışmada, verileri elde etmek için sistemin titreşim modelleri oluşturulmuştur, bu amaçla tek serbestlik dereceli ve çift serbestlik dereceli simulink modelleri kurulmuştur. Ayrıca, diferansiyel denklemlerin Matlab çözümleri de yapılmıştır. Çalışmada toprak rijitliği de önemli bir etki olarak göz önünde bulundurulmuştur. Zemine kuvvetin iletiminde izolatör parametreleri ve toprak rijitliği etkili olduğu görülmüştür. Montaj sisteminin rijitlik oranı 0,01 seçildiğinde, zemin titreşiminin önemli ölçüde azaldığı görülmüştür. Deneysel bulgularla dinamik modellemeden elde edilen sonuçların birbirine yakın olduğu görülmüştür. Deneysel sonuçlar, burada önerilen dinamik modelin presin gerçek çalışma durumuyla tutarlı olduğunu ve dinamik modelin geçerliliğinin doğrulandığını göstermektedir.
Afyonkarahisar ili için jeotermal temelli enerji sistemi modellemeleri ve termodinamik analizi
Günümüzde dünya nüfusunun artmasıyla birlikte enerji ihtiyacı da buna bağlı olarak gün geçtikçe artmaktadır. Fosil yakıtların yenilenememesi, maliyet, olumsuz çevresel ve atmosferik etkiler nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim artmıştır. Hidroelektrik, rüzgâr, güneş, jeotermal, dalga ve biyokütle kaynakları yenilenebilir enerji kaynaklarına örnek olarak gösterilebilir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından jeotermal enerji sürekli bir enerji kaynağı olması yanı sıra; ucuz, temiz, çevre dostu olması ve sıfıra yakın emisyon sunması ile en önemli enerji kaynaklarından birisidir. Jeotermal enerji, bu özelliklerinin yanında farklı kullanım alanlarına uygulanabilir olması ile alternatif olarak ön plana çıkmaktadır. Jeotermal enerji elektrik üretimi, ısıtma ve soğutma, seracılıkta, kimyasal madde ve mineral üretimi gibi birçok alanda tercih edilmektedir. Ülkemiz Alp-Himalaya tektonik kuşağı üzerinde bulunması sebebiyle zengin jeotermal kaynaklara sahip ülkelerden birisidir. Afyonkarahisar ili jeotermal enerji bakımından zengin bir yapıya sahip olup Türkiye'nin ikinci büyük jeotermal sahasıdır. İl sınırları içerisinde "Ömer-Gecek", "Gazlıgöl", "Hüdai" ve "Heybeli" olmak üzere toplam dört jeotermal saha bulunmaktadır. Afyonkarahisar iline ait jeotermal alanlar düşük sıcaklık değerine sahip jeotermal alanlar arasında geçmektedir. Orta ve düşük sıcaklık değerindeki jeotermal enerji kaynakları (150°C'nin altında), konut ve sanayi sektöründe doğrudan ısı enerjisi olarak kullanılabilmektedir. Afyonkarahisar ilinde bulunan Ömer-Gecek sahası jeotermal kaynağının aktif kullanımları incelenmiş olup alternatif üretim seçenekleri önerilmektedir. Ömer-Gecek sahasında 11 adet aktif kuyu bulunmakta olup bu kuyulardan çıkan jeotermal suyun sıcaklıkları 80-120 °C arasındadır. Bu sahada elektrik üretimi Organik Rankine Çevrimi ile yapılmakta olup, kurulu güç 2,76 MWe eşdeğerindedir. Jeotermal enerjinin üretimi hidrodinamik ve hidrotermal mekanizmaları harekete geçirerek akışkan hareketi ve ısı yayılımı oluşturmaktadır. Bu mekanizmaların matematiksel olarak diferansiyel denklemlerle ifade edilmesi ve jeotermal rezervuarın kavramsal modeline dayalı olarak belirlenen parametreler ve uygun sınır koşullarının uygulanması ile jeotermal rezervuarın modellemesi yapılabilmektedir. Bu tez çalışmasında Ömer-Gecek jeotermal sahasının detaylı bir şeması çizilerek her bir akış için kütle, enerji, entropi ve ekserji denge denklemleri Engineering Equation Solver (EES) program yardım ile çözülmüştür. Ek olarak bu jeotermal sahanın kojenerasyon, trijenerasyon ve multijenerasyon yöntemleri ile çalışmasına dair detaylı şemalar çizilerek kütle, enerji, entropi ve ekserji analizleri yapılmıştır. Yapılan analizler kullanılarak bu yöntemlerin mevcut sistem ile karşılaştırması yapılmıştır. Çalışma sonucunda önerilen multijenerasyon, trijenerasyon ve cojenerasyon sistemlerin verimlerinin yüksek olduğu ve Afyonkarahisar jeotermal kaynaklarının kullanılarak farklı çıktılar alınabileceği görülmüştür.
Environmental effects on pin-loaded laminated composites
The aim of this study was to study the effect of the sea water on the bearing strength behavior of the glass-epoxy laminated composite. The ratio of the edge distance to the pin diameter, and the ratio of the specimen width to the pin diameter (W/D) were systematically varied during experiments. The ratio of the edge distance to the pin diameter were changed from one to five and the ratio of the specimen width to the pin diameter were selected as three and four for this study. The hole of the plate is subjected to a traction force by a pin.For this study, layered composite materials were manufactured, at İzoreel firm, at one hundred and twenty degree Celsius and under two hundred and fifty kilo Pascal pressure. Two different stacking sequences were choosen. One of them was produced at zero degrees orientation angle of fiber to obtain the mechanical properties of the laminated composite material. The mechanical properties of the laminated composite material were obtained from standard tests by absorping natural water and sea water. Second one was of stacking sequence zero degrees and ninety degrees multiply three with the symmetric of them to investigate the effects of sea water on the bearing strength behavior of the laminated composite.Failure modes and maximum failure loads of the specimens are found in experimental study. Experimental study includes one, three, six and nine month periods for absorption of sea water into glass fiber-epoxy composites. So the specimens kept into sea water one, three, six, and nine month periods. For every period, failure modes and maximum failure loads of the specimens are found in experimental study.
Balistik testlerde mermilerin hız düşümünün yapılması
Bu çalışmada, 1020 metre rakımda konuşlanan Afyonkarahisar Balistik Laboratuvarı'nda ateşlenen 1,1 gram ağırlığındaki fragmentin, kapalı ortamdaki sürtünme katsayısının göz önünde bulundurularak form faktörleri ve balistik katsayıları belirlenerek, parçacığın hız düşüm hesabı yapılmıştır. Hız ölçüm deneyinde kullanılan 1,1 gramlık fragment, 105 mm'lik obüs mermisinin şarapneli olup 7,62mm'lik G3 namlusundan atılmaktadır. Deneydeki ölçümler Oehler 35P kronograf ile gerçekleştirilmiştir. Deneyde 4 adet sensör kullanılmış olup, sensörler sırasıyla namludan 2100 mm, 1000 mm, 860 mm ve 610 mm mesafede konumlandırılmıştır. Deney esnasında test plakası olarak aramid plaka kullanılmıştır. Bu hız düşüm hesabı, TS 13349, MIL-STD-662 F ve STANAG 2920 standartları kapsamında V50 hız testi uygulanmış olup hem deneysel olarak hem de teorik hesaplamalarla elde edilen hız kayıplarının sonucu raporlanmıştır. Farklı hızlarda ve farklı barut miktarlarında yapılan deneysel ölçümlerin sonuçları ile teorik sonuçlar karşılaştırılmış ve aralarındaki hata payları bulunmuştur. Fragmentin sahip olduğu enerji kaybının hız düşümü ile birlikte doğrusal olarak arttığı tespit edilmiştir. Ölçümler neticesinde düşük hızlarda (550-560 m/s) %4'e varan hız kayıpları tespit edilirken, yüksek hız değerlerinde (650-660 m/s) ise hız kayıpları %3'e kadar düştüğü bulunmuştur.
Failure analysis of composite bolted joints under corrosive effects
In this study the effect of water absorption and corrosive sea water on the failure response of an angle ply glass fiber reinforced-epoxy composite oriented as [0/0/90/45]s has been experimentally investigated. Two geometric parameters were chosen for failure response of the bolted?joint composite laminates. Those were the edge distance-to-hole diameter ratio (E/D) and the plate width-to-hole diameter ratio (W/D), which were selected from 1 to 5 and from 2 to 5.The specimens were first tested for unimmersed condition, afterwards another group of specimens were immersed into sea water for 200 days. The experiments were performed using some parameters for the pinned and bolted specimens. The specimens were tested under pre-load moments as, 0 and 3 Nm and 6 Nm. The experiments have not been stopped until a failure occurs on specimens. Interpretations have been made by relying on the bearing strength and displacement diagram.Tables include failure loads with their failure type obtained as a result of the experiments and tables show the comparison failure load for unimmersed and immersed specimens under preload moments are given. The results point out that immersion of the composite specimens into the sea water under preload moments can cause a notable decrease on the failure load.
Termoplastik ve termoset esaslı karbon elyaflı lamine kompozitlerin mikro delinmesinde delme kuvveti ve takım çapındaki değişimin araştırılması
Günümüzde kompozit malzemeler otomotiv, savunma ve havacılık dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, bir termoplastik (TP) olan Polieter eter keton (PEEK) ve karbon fiberlerle güçlendirilmiş bir termoset (TS) kompozit malzemenin delinebilirliği deneysel olarak araştırılmış ve elde edilen bulguları Taguchi analizi ile desteklenmiştir. Bu çalışma kapsamında, iki farklı kompozit türü dört farklı ilerleme hızı (0,5, 1, 2, 4 µm/dev) ve dört farklı kesme hızı (10, 20, 30, 40 m/dak) kullanılarak mikro delme işlemi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlarda TS kompozitler için hesaplanan delme kuvveti TP kompozitler için hesaplanandan yüksek bulunmuştur. Delme kuvveti üzerinde malzeme türü ile birlikte ilerleme hızı ve kesme hızının anlamlı etkisi bulunmakta, hem ilerleme hem de kesme hızındaki artışlar delme kuvvetinde azalmayı ortaya çıkarmaktadır. Delme kuvvetinde en önemli etki ilerleme hızı (%50,81) olarak ortaya çıkmış, malzeme türü (%19,65) ve kesme hızı (%17,64) bunu izlemiştir. Diğer taraftan, matkap çapındaki azalma açısından yapılan analizlerde genel olarak, TP malzemede TS'ye kıyasla daha yüksek matkap çapında azalma oranları gözlemlenmiştir, bu da TP'nin işlenmesinin mikro matkabadaha fazla zarar verebileceğini düşündürmektedir. Ancak kurulan regresyon modelinde malzeme türünün matkap çapındaki azalma üzerinde anlamlı etkisi olmadığı görülmüştür. TP ve TS kompozitlerin mikro delinebilirliğindeki matkap çapındaki azalmada etkili olan faktörler ilerleme hızı ve kesme hızı olarak belirlenmiştir. İlerleme hızının matkap çapındaki azalma üzerindeki etkisi (%61,72), kesme hızının etkisinden (%24,83) daha fazla olduğu belirlenmiştir.
Automation systems and design of an automated packaging machine
Automated solutions include several sub-systems which are related with mechanics,electric/electronics and computer technoloy,so modular and mechatronic designing strategies should be routed for integrating these components.In this thesis, firstly these related sub-systems classsified and explained. After that, an automated packaging machine which is gripping the parts that are being fed with an indexing system, and locating it into a package designed, manufactured, implemented, and tested. Designed packaging machine have five actuators. Two step motors have choosen for indexing rotary and part's holding head linear motions. Other actuators are two pneumatic cylinders which are used for holding head up-and-down motions and package linear feeding and a pneumatic gripper which is designed in the scope of this thesis. Control system of the machine is including three PIC microcontrollers that are a 16F877 used as an master controller (PLC-like functions) and two 16F84s used as step motor controllers. The electronic circuits for PICs designed and assembled on electronic boards and PICs programmed with C. Finally, a control cabinet designed and assembled which is used as an enclousure for the electronic boards and pneumatic valves.
Farklı özelliklere sahip polimer malzeme kullanılarak değişik extrüzyon parametreleriyle boru imalatı ve karakterizasyonu
Bu yüksek lisans tezinde, mesken ısıtma sisteminde kullanılan plastik boruların değişik extrüzyon imalat parametreleri göz önüne alınarak, verimlilik ve dayanıklılık özellikleri deneysel araştırılmıştır. Polimer esaslı boruların, kullanım alanı olarak mesken içerisine, strafor yardımıyla döşemesi yapılmakta ve şap malzemesi ile kapatılarak üzerine mesken mimari etkisine göre parke, fayans, mermer vb. eklentiler uygulanmaktadır. Bu borularda oluşacak lokal veya genel arızaların tamiratı, yapılan mimari eklentilerin bozulmasına ve maddi-manevi kayıplara sebep olacaktır. Ayrıca, uzun ömürlülük göstermeyip kısa süre içerisinde hasara uğrayan boruların tamiratı, insanların yaşam kalitesi ve refah düzeylerini olumsuz etkilediği bilinen bir gerçektir. Hatta, boru ve imalat arızla nedeniyle çok katlı binalarda oluşan su kaçağının binanın mali değerinin ve dayanıklılığının düşmesine sebep olmakla birlikte binanın ısıtma sisteminde enerji kaybına da yol açmaktadır. Bu bağlamda, XP 9000 polietilen (PE), XP 9020 PE, geri dönüştürülmüş PE, XP9020 ile geri dönüştürülmüş PE karışımından oluşan dört farklı granül polimer malzeme ile dört farklı ekstrüzyon sıcaklığı (oC) ile (180oC, 200 oC, 220 oC, 245 oC) ve dört farklı ekstrüzyon hızı (d/d) ile (35 d/d, 38 d/d, 42 d/d ve 46 d/d) ve dört ekstrüzyon çekme hızı (m/d) ile (14 m/d, 15 m/d, 16 m/d ve 17 m/d) seçilerek, L16 Taguchi deney tasarımı yapılmış ve 16 adet boru numunesi imal edilmiştir. Bu numunelerden sadece 9 numunede somut boru elde edilebilmiştir. Diğer deney koşulları ile somut boru elde edilememiştir. Elde edilebilen 9 adet boru numunesi üzerinde mikroskobik çap ölçümü, yüzey düzgünsüzlülüğü ve esneklik tayin edilmeye çalışılmış olup, sadece bir boru numunesinin kullanılabilir olduğu belirlenmiştir. Akabinde bu numuneye, standart basınç, sıcaklık, buhar testlene tabi tutulmuştur. Sonuçta, XP 9000 PE hammadde kullanılarak 180oC ekstrüzyon sıcaklığı, 38 d/d helezon hızı ve 16 m/d çekme hızı ile imal edilen borunun test sonuçları kullanılabilirlik açısından anlamlı olabileceği kanaati oluşmuştur. Elde edilen numuneyi piyasa da markalaşmış 4 adet boru numunesiyle sıcaklık, basınç, yüzey pürüzlülüğü ve basma deneyleri bakımından kıyaslanmıştır. Sonuç olarak X boru numunesi A, B, C, ve D ticari boru numuneleriyle tezin araştırma konusu kapsamında benzer olabileceği kanaatine varılmıştır.
Toz metalürjisi ile üretilen Tİ6AL4V alaşımının Johnson-Cook akış ve hasar modeli parametrelerinin analiz programları yardımı ile elde edilmesi
Akış gerilmesi ve hasar modelleri simülasyon programlarında kullanılan malzemenin farklı sıcaklıklarda ve farklı hızlarda deformasyona uğraması durumunda nasıl cevap vereceğini tanımladığımız matematiksel modellerdir. JC akış ve hasar modeli pratikte en çok kullanılan malzeme modellerinden birisidir. Bu araştırmada, model parametrelerini elde etmek için standartlara uygun olarak hazırlanan farklı çentik oranlarında dairesel formdaki Ti6Al4V alaşımlarına çekme testi uygulanarak gerilme ve gerinme değerleri elde edilmiştir. Kullanılan numuneler toz metalurjisi yöntemiyle dikey katmanlı olarak üretilmiş, üretim sonrası numunelerde oluşan artık gerilmeyi ve çarpılmayı sönümlemek için sabit sıcaklıkta gerilim giderme fırınlarında iki saat bekletilmiştir. Daha sonra fırından çıkarılıp tablalardan ayrılan numunelere CNC tezgahlarında farklı çentik radyüsleri açılmıştır. Instron 8081 hidrolik yorulma cihazında tek eksenli çekme deneyine tabii tutulan Ti6Al4V alaşımı numunelerden alınan datalar FINDJC programında işlenmiştir. Bu program gerinme gerilme verileri üzerinde matematiksel işlemlerle hem çekme grafiği üzerinden hesaplanan dataları hem de diğer model parametrelerini elde etmek için özel olarak yazılmıştır. Farklı regrasyon ve eğri uydurma algoritmaları kullanılarak yapılan optimizasyon sonucunda JC akış ve hasar model parametreleri elde edilmiştir. Elde edilen parametreler daha önce yapılan diğer çalışmalarla karşılaştırıldığında benzer sonuçlara ulaşılmıştır. Yapılan bu çalışmada JC akış ve hasar modeli parametrelerine çok daha ekonomik, daha basit test yöntemleri ve daha basit test cihazları kullanılarak ulaşılmıştır.
Bir soğu depolama sisteminin farklı çalışma koşullarındaki performansı ve ekonomik analizi
Isıl enerji depolama sistemlerinden biri olan soğu depolama; gün içi farklı elektrik ücretlendirilmesi sebebiyle kullanıcıya tasarruf sağlamaktadır. Soğutma yükü ihtiyacı genelde elektriğin ucuz olduğu gece boyunca değil, gündüz saatleri boyunca oluşur. Soğu depolama sistemleri, soğutma ihtiyacının olmadığı saatlerde depoladığı enerjiyi soğutma yükünün maksimum olduğu saatlerde kullanır. Ayrıca maksimum enerji ihtiyacının karşılanması için gerekli soğutma sistemi yerine, aynı yükü karşılayacak daha düşük kapasiteli bir enerji depolu soğutma sisteminin kullanımı ilk yatırım maliyetini düşürmektedir. Bu çalışmada, bir soğu enerji depolama sisteminde, boru sarmalı dışında buz oluşturarak depolanan soğu enerjisinin, farklı ortam sıcaklıklarında ve farklı soğutkan debileriyle değişimi, deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Ayrıca, soğutma sisteminin enerji analizi yapılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar kullanılarak, günlük soğutma yükü ortalama 80000 kJ olan bir ticarethanenin ve bir meskenin soğutma ihtiyacını karşılayacak şekilde soğu depolu bir sistem ve soğu deposuz bir sistem ayrı ayrı karşılaştırılmış ve maliyet hesabı yapılmıştır. Türkiye'de uygulanan elektrik ücretlendirmelerine göre, meskenlerde puant saatlerinde soğutma ihtiyacının olduğu kabulüyle, soğu depolu bir sistem deposuz sistemlere göre daha ekonomik bulunurken; ticarethanelerde soğutma ihtiyacının gündüz saatlerinde olduğu kabulüyle, soğu deposuz bir sistemin kullanımı sisteme soğu deposu eklemekten daha ekonomik bulunmuştur.
Eklemeli imalat yönteminde topoloji optimizasyon ile tasarlanmış parçaların mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Topoloji optimizasyonu, belirtilen yük koşullarını, performansı ve kısıtlamaları karşılayan makul malzeme dağılımı yoluyla optimum yapı konfigürasyonunu elde edebilen gelişmiş bir yapısal tasarım yöntemidir. Boyutlandırma ve şekil optimizas-yonu ile karşılaştırıldığında, topoloji optimizasyonu ilk konfigürasyondan bağımsızdır ve daha geniş bir tasarım alanına sahiptir. Sonuç olarak, yüksek performanslı, hafif ve çok işlevli yapılar için ana akım yapısal tasarım tekniği olarak gelişti-rildi ve mekanik, havacılık, otomotiv, mimari vb. alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. 3 Boyutlu (3B) yazıcılar ile üretim ya da eklemeli imalat temel olarak nesnelerin katmanlar halinde üretilmesi prensibine dayanmaktadır. Geleneksel boşaltmalı imalat yöntemlerinde karşılaşan birçok sorun nispeten yeni olan eklemeli imalat yaklaşımlarıyla giderilmiştir. Karışık geometrilere sahip nesneler, kafes yapılar, çoklu malzemeye sahip nesneler, vb. eklemeli imalat ile rahatlıkla üretilebilmektedir. Tasarım aşamasına getirmiş olduğu bu özgürlüklerden dolayı eklemeli imalat yöntemleri tasarım mühendisleri arasında oldukça ilgi görmektedir. Özellikle topoloji optimizasyonu eklemeli ima-lat yöntemlerinin yaygınlaşmasıyla (karmaşık geometrilerin üretilebilirliklerinin artmasıyla) daha da önemli duruma gel-miştir. Topoloji optimizasyonu yöntemlerinin bu kadar önemli olmasının en temel nedeni parçaların mekanik özellik-lerinde kötüleşmeye neden olmadan onları hafifletebilmeleridir. Bu çalışmanın amacı, belirlenen mekanik parçaların topolojik optimizasyon ile ekonomik ve dayanım açısından en uygun koşullara ulaştırılması için tasarımının optimize edilmesidir. Çalışma kapsamında optimize edilen parçaların eklemeli ima-lat ile üretilmesi ve mekanik performanslarının karşılaştırılması da gerçekleştirilecektir.
Repair of damaged composite laminates
The aim of this study was to examine the mechanical performance of the repaired glass-epoxy composite laminates experimentally and numerically and comparing the results with eachother. The specimens used in experiments were manufactured by vacuum assisted resin infusion molding method in Composite Research Laboratory at Dokuz Eylul University. Woven glass fabrics were used in fabrication of the specimens. Shimadzu AUTOGRAPH AG-IS Series universal tensile test machine was used in the experiments. In the numerical analysis, LUSAS 14.1 software was utilized.Three different types of tensile specimens, i.e. unpatched, two stepped patched and three stepped patched specimens, were examined experimentally and numerically. Besides this, different types of tensile specimens, according to the tensile test standards, are modelled and analyzed with LUSAS. Interface elements were used to simulate uncontinuous regions in the patched specimens. Analysis results are evaluated and discussed. Eventually, different types of bending specimens, according to the three point bending test standards, are also analyzed with LUSAS followed by the discussions.The conclusions drawn from the study are summarized in conclusions section.
Otomotiv sanayinde kullanılan galvanizli çelik saclar ile magnezyum alaşımı (AZ31B) sacların punta direnç kaynak performansının araştırılması
Bu çalışmada, metalürjik özellikleri birbirinden farklı olan 2 mm kalınlığında AZ31B magnezyum alaşımı ve 1,5 mm kalınlığındaki Erdemir 1314 kalite galvanizli çelik sacların, otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan punta direnç kaynağı ile kaynaklanabilirliği araştırılmıştır. Bazı özellikleri bakımından alüminyum alaşımlara benzeyen ancak ondan daha hafif olan magnezyum alaşımların, alüminyuma alternatif olarak otomotiv sanayinde kullanım alanının artırılması amacıyla yine otomotiv sanayinde yaygın kullanılan galvanizli çelik malzeme ile punta kaynak işlemi yapılmıştır. TS EN ISO 14273 standardına uygun hazırlanan ve oda koşullarında punta direnç kaynağı uygulanan AZ31B magnezyum alaşım ve 1314 kalite çelik kaynak numuneleri, magnezyumun hızlı oksitlenmesinden dolayı tutarlı sonuçlar vermediği görülmüştür. Yapılan literatür taramasında daha önce yeterli çalışma yapılmayan bir yöntem olan oksijensiz ortamda punta direnç kaynağını uygulayabilmek için punta kaynak makinesine kabin yapılmış ve içerisine argon gazı verilerek oksijen oranı sıfırlanmaya çalışılmıştır. Oksitlenmenin önlenmesi için yapılan bu ortamda kaynak işlemleri tekrarlanmıştır. Kaynak süresi, basma kuvveti ve sıkıştırma süresi sabit tutularak farklı kaynak akımlarında yapılan kaynak bağlantılarının çekirdek yapıları incelenerek optimum değerler analiz edilmiştir. Kaynak işlemleri yapılan numuneler çekme deneyine tabi tutularak mekanik özellikleri belirlenmiştir. Numune kesme cihazında kesilerek parlatılan numunelerin mikro yapıları XRD ve SEM analizleri yapılarak detaylı görüntülenmiş ve Vickers sertlik değerleri ölçülmüştür. Görüntülerde çekirdek yapısının simetrik olmadığı ve birleşimin çekirdeğin etrafında ve düzensiz olduğu saptanmıştır. Zn elementinin eriyerek magnezyum ara yüzeyine nüfuz etmesinden dolayı çekirdek bölgesinde gözenekler oluşmuştur. Bu durumun sebebi ise numunelerin ergime noktalarının farklı olmasından dolayı olduğu tespit edilmiştir.
Binada yatay salınımı azaltan deprem izolatörlerinin rijitliğinin incelenmesi
Depremler, insanlık tarihinde büyük bir tehdit oluşturmuştur, özellikle sismik aktivite yüksek bölgelerde. Bu tehdidi azaltmanın yollarından biri, binalarda yatay salınımları sınırlayan sismik izolatörleridir. Ancak, bu izolatörlerin etkinliği, onların rijitlik faktörüne bağlı olarak değişebilir. Bu çalışmada, sismik izolatörlerinin rijitliğinin, binadaki yatay salınımlar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Özellikle elastomerik izolatörlerin tasarımı üzerinde durulmuş, farklı zemin tipleri, titreşim periyodları ve yük kapasiteleri göz önünde bulundurularak analizler gerçekleştirilmiştir. Bu izolatörlerin zamanla yaşlanması ve çevresel koşullardan etkilenerek rijitliklerindeki değişiklikler, yapıya olan etkileri ile birlikte değerlendirilmiştir. Bu tez, deprem izolatörlerinin bilinçli seçimi ve tasarımı için literatüre katkıda bulunmayı hedeflemekte olup, yapısal mühendislik uygulamalarının yanı sıra, toplumun genel güvenliği ve dayanıklılığını da artırmayı amaçlamaktadır.
İnce cidarlı yapıların mikro frezelenmesinde kesme parametreleri ve kesme stratejisi etkisinin araştırılması
Son yıllarda havacılık, biyomedikal ve elektronik gibi sektörlerde, düşük ağırlıklı ve yüksek yapısal verimliliğe sahip ince cidarlı mikro yapıların kullanımı artış göstermiştir. Genellikle mikro frezeleme ile üretilen bu yapılar, yüksek geometrik hassasiyet gerektiren uygulamalarda tercih edilmekte; ancak düşük rijitlik ve kesme kuvvetlerinden kaynaklanan deformasyonlar, yüzey bütünlüğü ve boyutsal doğruluk üzerinde olumsuz etkiler yaratmaktadır. Bu nedenle, mikro ölçekte uygun işleme stratejileri ve optimum kesme parametrelerinin belirlenmesi kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada, Al 6061-T6 alüminyum alaşımından üretilmiş mikro ince cidarlı yapıların mikro frezeleme sürecinde; kesme parametreleri, kesme stratejileri, kesici takım geometrisi ve kaplama türlerinin, yüzey kalitesi, cidar deformasyonu ve çapak oluşumu üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Literatürde ilk kez bu tez kapsamında önerilen değişken ilerleme stratejisi ile, kesme işleminin başlangıç ve bitiş bölgelerinde meydana gelen plastik deformasyon %47'ye kadar azaltılmıştır. Cidar deformasyonu açısından, zıt-eş yönlü kesme stratejisi, zıt-zıt ve eş-eş yönlü kesmeye kıyasla 10 ila 15 kat daha düşük deformasyon değerleri sağlamıştır. Ayrıca 0°, 5° ve 15° talaş açılarına sahip farklı kaplamalı (AlTiN, TiSiN, ZrN, DLC) kesici takımlar kullanılarak takım geometrisinin ve yüzey özelliklerinin süreç performansına etkileri ortaya konmuştur. Optimum sonuçlar DLC kaplamaya sahip kesici takımlarla elde edilirken, 15° talaş açısına sahip kesiciler ile kesme kuvvetleri %22'ye, cidar deformasyonu ise %64'e kadar azaltılmıştır. Taguchi ve ANOVA yöntemiyle kesme parametrelerin etki büyüklükleri analiz edilmiş, ilerleme hızının deformasyon üzerindeki etkisinin %92,2 güven düzeyinde ve etki büyüklüğünün %87,3 olduğu ortaya konulmuştur. Bu bulgular, ince cidarlı yapıların mikro frezelenmesinde deformasyonun azaltılması ve yüzey kalitesinin artırılmasına yönelik parametre optimizasyonuna imkân tanımıştır.
Design and control of a pneumatic transport system
In this thesis, hovercrafts, the most common pneumatic transport systems and their controls are investigated.To success in hovercraft design critical points are thrust and lift systems. It can be difficult to correct errors after the craft has been completed. So the aim of this work was to develop a method of predicting the performance of a hovercraft. The relationships between lift and thrust, blade angle, engine speed, fan pressure are investigated. At the last stage, a model of hovercraft, controlled by a remote control, was designed and built according to calculations. Results are rechecked on hovercraft model.
Fiber takviyeli polimer kompozitler mekanik performansinda arayüzeylerin etkisi
In this study, structure of ?-GPS (?-glycidoxypropyltrimethoxysilane) on glass surfaces after fiber surface treatments was analyzed and effects of the treatments on mechanical properties of glass fiber/epoxy composites were investigated. Fiber surface treatments were used to create the beneficial interface between the fiber and the matrix. Glass fibers were treated using wet chemical and plasma polymerization processes to improve the interfacial adhesion between fiber and matrix.The structure of ?-GPS on glass surfaces after wet chemical and plasma polymerization processes and the interaction between glass surface and ?-GPS were examined using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), contact angle measurement device and Scanning Electron Microscopy (SEM). The influence of plasma power and exposure time on the properties of thin films prepared by plasma polymerization of ?-GPS on the glass surfaces was also investigated by X-ray Photo-electron Spectroscopy (XPS). XPS analyses were utilized to reveal the presence of functional groups in the films. Morphologies of the films on the glass surfaces were observed by Atomic Force Microscopy (AFM) and SEM.The effects of fiber surface treatments on mechanical properties of glass fiber/epoxy composites were investigated. Mechanical properties of the composites were investigated by tensile tests, flexural tests and short beam shear tests. The fracture surfaces of the composites were observed with SEM. Mechanical properties of the composites were improved by wet chemical and plasma polymerization studies.Keywords: Glass fiber, Plasma polymerization, Silane treatment, Interface, Interfacial adhesion, Interlaminar shear strength
Kutu profil ana kirişli kompozit taşıyıcının analizi
Kompozitler son yıllarda kullanımı giderek yaygınlaşan özellikle uzay, uçak ve otomotiv sanayileri gibi hafiflik/sağlamlık oranının yüksek olarak sağlanması şart olan sektörlerde kullanımı artan mühendislik malzemeleridir. Kompozitlerin çelikten hafif, alüminyumdan sağlam ve korozyona dayanıklı olduğunun belirtilmesi, malzemelerin önemini gün geçtikçe arttırmaktadır.Bu projenin amacı, pultruzyon yöntemiyle üretilmiş CTP profiller ile kontraplak malzemenin, civata-somun bağlantısıyla birleştirilmesinden oluşan kutu profilin kren ana taşıyıcı kirişi olarak kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Bağlantı noktaları basit mafsallı sabit uzunluktaki kutu profilin, belirlenen faydalı yüklerde ve hareket yükleri altında nümerik ve deneysel olarak dinamik eğilme gerilmeleri tespit edilmiştir.Yapılan nümerik çalışmalarda kirişler Unigraphics (Versiyon 3.0) programında modellenmiştir. Sonlu eleman modellemesi AnsysWorkbench (Versiyon 11.0) programında gerçekleştirilmiş, oluşturulan sistemin dinamik yükler altındaki davranışı RecurDyn(Versiyon 7.0) programında belirlenmiştir. Bu çalışmada kirişlerde meydana gelen emniyetli sehim oranı dikkate alınmış olup, emniyetli sehim oranı ?kiriş uzunluğu/1000? olarak belirlenmiştir.Kullanılan CTP profiller EN13706'da EN23 olarak sınıflandırılmış E-camı fiber ve polyester resinden imal edilmiştir. Kontraplak malzeme olarak, sınıf değerleri F 50/30 E100/70 olan, fenol formaldehit tutkalı ile üretilmiş olan su kontraplağı tercih edilmiştir. Yapılan nümerik ve deneysel analizlerden elde edilen değerler sonuç bölümünde belirtilmiştir.
Eklemeli imalat ile üretilmiş polimer kafes yapıların titreşim sönümleme davranışının araştırılması
Bu çalışma, bal peteği dolgusu bulunan, dış ölçüleri birbirine eşit ancak cidar kalınlığı, bal peteği kenar uzunluğu, dolgu yoğunluğu gibi parametreleri farklı olan kiriş biçimli numunelerin, eklemeli imalat yöntemiyle PLA malzemesi kullanılarak üretildiği bir araştırmayı sunmaktadır. Çalışma, bu numunelerin darbe ile tetiklenen titreşim davranışlarını detaylı bir şekilde incelemeyi amaçlamaktadır. Deneysel analiz kısmı, çekiç darbe testi ile gerçekleştirilmiş olup, PLA filament ile üretilen numunelerin sönüm oranları belirlenmiştir. Sonrasında, numunelerin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi yapılmış, modal analiz ve ardından harmonik analiz uygulanmıştır. Bu süreç, bal peteği dolgulu kiriş şeklindeki numunelerin rezonans frekansları ve çökme değerlerinin elde edilmesini sağlamıştır. Deneysel ve nümerik analizlerin karşılaştırılması, elde edilen sonuçların birbirini destekleyecek şekilde uyumlu olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, SLA ve FDM üretim yöntemlerinin titreşim özellikleri üzerine karşılaştırmalar yapılmış ve SLA üretim yöntemindeki son adım olan kürleme işleminin etkisi de çalışmada ele alınmıştır. Kafes yapıların doluluk oranı, cidar kalınlığı ve kenar uzunluğu gibi parametrelerinin titreşim davranışını doğrudan etkilediğini ortaya koymuştur. Özellikle, daha yüksek doluluk oranına sahip numunelerin daha iyi sönümleme sağladığı, ancak buna bağlı olarak ağırlıklarının arttığı belirlenmiştir. Sayısal analizler ile deney sonuçları karşılaştırıldığında, sonlu elemanlar yönteminin (FEM) deneysel bulgularla yüksek uyum içinde olduğu görülmüştür. Bal peteği dolgulu numunelerin silikon dolgulu numunelere kıyasla daha yüksek sönümleme özelliğine sahip olduğu tespit edilmiştir.
Bir çelik fabrikası güç üretim tesisinin termodinamik analizi
Bu çalışmada Aliağa ilçesinde bulunan HABAŞ Doğalgaz Kombine Çevrim Santrali tesisinde güç üretim makinaları olarak çalışmakta olan gaz türbinleri ve buhar türbinleri incelenmiş ve termodinamik analizleri yapılmıştır.
Afyon ili jeotermal su sıcaklıklarına uygun güç çevrimlerinin modellenmesi, termodinamik ve termoekonomik analizi
Bu çalışmada, Afyonkarahisar ilinde aktif olarak elektrik üretimi gerçekleştiren AFJET ORC (Organik Rankine Çevrim) Jeotermal Enerji Santrali'nin sıcaklık verileri esas alınarak Kalina çevrimi tasarlanmış ve çevrimin termodinamik ile termoekonomik performansı detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Çalışmanın temel amacı, orta seviye sıcaklığa sahip jeotermal kaynaklardan yararlanarak Kalina çevrimi sisteminin uygulanabilirliğini ve verimliliğini değerlendirmektir. Bu doğrultuda, jeotermal kaynak sıcaklığı 110 °C ve kaynak debisi 150 kg/s olarak kabul edilmiştir. Çalışma akışkanı olarak kullanılan amonyak-su karışımının termofiziksel özellikleri dikkate alınarak sistem parametreleri bilgisayar ortamında modellenmiş ve analizler Mühendislik Denklem Çözücü (EES) yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmada parametrik optimizasyon yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda Kalina çevriminin enerji verimi %11,7 ve ekserji verimi %57,5 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca çevrimin net elektrik üretimi 3,70 MW olarak belirlenmiş, birim elektrik üretim maliyeti ise 0,0120 $/kWh olarak tespit edilmiştir.
17CrNiMo6 çeliğinin plazma nitrürleme sonrası oksidasyon işleminin aşınma üzerine etkisi
Bu çalışmada, 17CrNiMo6 çeliğinin üzerinde uygulanan 480 °C'de 20 saat süreyle %25 H2-%75 N2 gaz karışımında plazma nitrürleme ve ardından gerçekleştirilen 500 °C'de %25 O2-%75 H2, %50 O2-%50 H2 gaz karışımlarında 0,5, 1 ve 1,5 saat süreyle plazma oksidasyon işlemlerinin tribolojik ve mikroyapısal özelliklere etkisi araştırılmıştır. Yüzey karakterizasyonu XRD, SEM, EDS analizleri ve bilya-disk aşınma testleri ile gerçekleştirilmiştir. Mikroyapısal incelemelerde, plazma nitrürleme sonrası baskın Fe3N fazının oluştuğunu, oksidasyonla birlikte Fe2O3 ve Fe3O4 fazlarının ortaya çıktığını göstermiştir. Mikroyapı incelemelerinde kısa süreli oksidasyonların kompakt ve homojen tabakalar oluşturduğu, uzun süreli işlemlerde ise tabaka bütünlüğünün bozulduğu belirlenmiştir. Tribolojik testlerde işlemsiz numune en yüksek aşınma değerlerini gösterirken, %25 O2 1h ve %50 O2 1h koşullarında en düşük aşınma hızları ve optimum yüzey performansı elde edilmiştir. Sertlik ölçümlerinde en yüksek değer %25 O2 0,5h numunesinde bulunmuş, uzun süreli oksidasyonda ise sertlik belirgin şekilde azalmıştır. Elde edilen sonuçlar, plazma nitrürleme sonrası kontrollü plazma oksidasyon uygulamalarının 17CrNiMo6 çeliğinin yüzey performansını önemli ölçüde iyileştirebildiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Plazma nitrürleme, Plazma oksidasyon, Aşınma, 17CrNiMo6.
Tarımsal ürünlerin ısı pompası destekli olarak kurutulması
Bu çalışmada ısı geri kazanımı destekli bir ısı pompası kurutucusu tasarlanmıştır. Kurutma havası ve ısı pompası sisteminin termodinamik davranışı sayısal olarak modellenmiştir. Sabit hızlı kuruma periyodu esas alınarak, kurutma havası debisi, bağıl nemi ve ısı geri kazanım sistemi veriminin değişimlerinin enerji tüketimine etkisi araştırılmıştır. Sistemin çözümlenmesinde kullanılan parametreler uygulamalardan elde edinilen deneyimler doğrultusunda seçilmiştir. Kurutucu giriş havasının özelliklerinin kontrol edilebilmesi için sisteme egzoz çıkışı ve taze hava girişi eklenmiştir. Isı pompasının etkinlik katsayısı sabit bir değer olarak kabul edilip hesaplar bu doğrultuda yapılmıştır. Bu amaçla sistemi çözümleyen bir bilgisayar yazılımı geliştirilmiştir. Farklı durumlar bu yazılım ile çözümlenerek sistemin davranışı ve performansının değerlendirmesi yapılmıştır.
Balsa/PVC sandviç yapılarda kırılma tokluğu etkisinin nümerik çalışması
Kırılma toleransı bütün mühendislik malzemelerinde önemli, kompozit malzemelerde ise kritik bir önem arz etmektedir. Faaliyeti sırasında kompozit malzemlerde delaminasyon olarak bilinen tabakalar arası kusurlar oluşur. Bu hasarlar genellikle hatalı çekirdek malzeme üretimi sonucu oluşmaktadırlar. Bu tür hataların oluşması kritiktir, çünkü ileriki dönemlerde yapının tamamında katostropik hasarların oluşması ihtimali gündeme gelecektir.Bu tezin amacı, PVC ve Balsa çekirdek malzemesine sahip sandviç kompozit malzemelerin kırılma tokluğu değerlerini, sonlu elemanlar yöntemi ile teorik olarak belirlemektir.Amerika Kuzey Carolina enstitüsünde yapılan bir çalışmada, farklı yoğunluklardaki Balsa ve PCV çekirdek malzemesinden oluşan, cam vinilester ve carbon epoksi kabuk malzemeleri kullanılarak üretilen farklı numunelerin kırılma tokluğu değerlerini deneysel metotla elde ederek, sonuçlarını yayınlamıştır.Bu tez kapsamında, Shivakumar tarafından deneysel metotla kırılma tokluğu değerleri elde edilen sandviç kompozit malzemelerin nümerik olarak ansys ile simülasyonu yapılmıştır. Modelleme deneyde de kullanılan geliştirilmiş Mode I CSB testi kullanılarak yapılmıştır.Nümerik olarak sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak ANSYS yazılımı ile kırılma tokluğu değerleri belirlenmiş ve bulunan sonuçlar deneysel metotla bulunan sonuçlar ile karşılaştırılarak, veriler bir tablo halinde tezin sonunda okuyucuya sunulmuştur.Anahtar Sözcükler: PVC, Balsa, Sandviç Kompozitler, Kırılma Tokluğu, Ansys
Integrated design analysis and control of an hexapod
In this study, the aim is to implement integration of design analysis and control procedures of an hexapod planned to use medical operations whereas required micro positioning. Hexapods with their high accuracy, high stiffness and dynamic properties are widely used parallel robots in such areas, medical, aviation, astronomy. In this study a method is developed to integrate all required engineering procedures for design and control of robots and applied to hexapod. In solid modeling SolidWorks, in machine dynamics analysis, CosmosMotion, in finite element rigidity analysis CosmosWorks software packages and in motor control software of ADLINK company are used. With VisualBasic software package integration is established by using API (?Application programming interface?) of software and ActiveX control properties. Using this method parametric modeling software is developed and hexapod prototype is designed, then manufactured. Again with this method point to point and trajectory motion control software is developed. In addition in this study a mechanical solution for reducing backlash has been designed and applied to the prototype.
Çekme yöntemi ile üretilmiş olan yivli-setli namlularda üretim parametrelerinin kalıntı gerilmeye ve isabet dağılımına etkisinin araştırılması
Bu çalışmasında, button rifling (çekme yöntemi) ile üretilen yivli-setli tüfek namlularında, üretim parametrelerinin kalıntı gerilme dağılımı ve isabet hassasiyeti üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Altı farklı üretim parametresine sahip namlu kullanılarak yapılan çalışmada, raybalama işlemi sırasında uygulanan kesme hızı (23–30 m/dk), ilerleme hızı (0,08–0,10 mm/dev) ve yiv-set çekme hızı (762–1270 mm/dk) sistematik olarak değiştirilmiştir. Bu değişkenlerin, namlu iç yüzey pürüzlülüğü (Ra), XRD ile belirlenen kalıntı gerilme dağılımı ve 105 metre mesafede ölçülen atış gruplaması (MOA) üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ilerleme hızı (0,09 mm/dev) ile işlenen namlular, ortalama Ra = 0,7 µm yüzey pürüzlülüğü ve atışların ortalamasında 1,073 MOA değerine ulaşarak en iyi isabet performansını göstermiştir. Benzer şekilde, orta düzeyde kesme hızı (27 m/dk) ile üretilen namluların dağılım ortalaması MOA ≈ 1,371 değeriyle yüksek performans sergilemiştir. Buna karşın, yüksek yiv-set çekme hızı (1270 mm/dk) uygulanan namluda, yüzey altı çekme gerilmeleri artmış ve MOA değeri 1,162'den 1,206 seviyesine yükselmiştir. Özellikle, 0° yönünde düşük kalıntı gerilme düzeyine sahip namluların, ortalama %20 daha düşük MOA ile daha kararlı atış gruplamaları sunduğu belirlenmiştir. Bu bulgular, üretimden kaynaklanan kalıntı gerilmelerin yönelimi ile atış isabeti arasında güçlü bir korelasyon olduğunu göstermektedir. Bu çalışma, yivli-setli namlu üretiminde proses-parametre-performans ilişkisini deneysel temellere dayandırarak literatüre önemli katkı sunmakta; aynı zamanda yüksek hassasiyetli, yerli üretim silahlar için savunma sanayine doğrudan teknik rehberlik sağlamaktadır.