2,245
Archived Theses
6
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Özel amaçlı elektrikli bir kara aracının tasarımı ve prototipinin geliştirilmesi
Kara Araçları (KA) bir operatör tarafından uzaktan kontrol edilen otonom veya yarı otonom özelliğe sahip ve belirlenen bir amaç için tasarlanmış araçlardır. Bu araçlar içten yanmalı motora sahip şanzımanlı araçlar olduğu gibi elektrik motorlu da olabilmektedir. KA'ların gerek endüstriyel uygulamalarda ve gerekse savunma sanayi uygulamalarında yaygınlaşması sayesinde can kaybı, zaman kaybı ve maddi kayıplar gibi birçok kaybı azalttığı için daha çok talep oluşmaktadır. Bu tür araçlar şimdiye kadar özellikle askeri amaçlı kullanılmıştır. Önümüzdeki yıllarda bu araçlarında sivil hatlarda kullanılacağı öngörülmektedir. Bu yüzden görme engelliler için ulaşım aracı, toprak işleme ve hasat işlemleri için tarım aracı, keşif yapma, yangın söndürme ve sivil birçok kurumlarda KA'lara ihtiyaç olması sebebiyle de geleceğin gözde robotik araçlarından birisi olmaktadır. Bu tez çalışmasında elektrikli bir engelli aracı referans alınarak hem insan kontrollü elektrikli bir araç hem de insansız olarak otonom veya yarı otonom şekilde hareket edebilecek bir aracın tasarımı, analizleri ve prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Aracın geliştirilmesinde parametrik tasarım için bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılım sayesinde ağırlık merkezini hesaba katarak tırmanma ve devrilme açılarını hesaplama, yönlendirme ve süspansiyon sistemi gibi mekanik özellikler göz önünde bulundurularak en uygun mekanik tasarım belirlenmiştir. Aracın tasarımı yapıldıktan sonra yapısal analizleri gerçekleştirilmiş ve son olarak imalatı yapılarak hayata geçirilmiştir.
Rhombic hareket mekanizmalı stirling motorunun halojen lamba ile performans testleri
Bu çalışmada, rhombic hareket mekanizmasına sahip bir beta tipi Stirling motorunun performans testleri 1000 W halojen lamba ve LPG yakıtlı ısıtıcı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Motorun sıcak ucuna ısı enerjisinin halojen lamba kullanılarak aktarılması için paslanmaz çelik malzemeden kaviti imal edilmiştir. Deneyler 1000 W halojen lamba ile 450±10 °C sıcak uç sıcaklığında ve LPG yakıtlı ısıtıcı ile 600±10 °C sıcak uç sıcaklığında çalışma maddesi helyum kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 1000 W halojen lamba ile maksimum motor gücü ve momenti 6 bar şarj basıncında ve 261 dev/dk motor hızında sırası ile 96,9 W ve 3,54 Nm olarak elde edilmiştir. LPG yakıtlı ısıtıcı ile maksimum motor gücü ve momenti 8 bar şarj basıncında 412 dev/dk motor hızında 358 W ve 399 dev/dk motor hızında 8,41 Nm olarak elde edilmiştir. 2018, x + 41 sayfa Anahtar Kelimeler: Stirling motoru, rhombic, motor torku, motor gücü.
UNS S 31803 dubleks paslanmaz çeliğin tungsten inert gaz ve örtülü elektrod ark kaynak yöntemleri ile kaynaklanabilirliği ve mekaniksel özelliklerinin araştırılması
Bu araştırmada, UNS S31803 dubleks paslanmaz çeliklerin tungsten inert gaz ve örtülü elektrod ark kaynak yöntemleri beraber kullanıldığı zaman kaynağında oluşabilecek farklı ısı girdileri sebebi ile oluşabilecek fazlar ve metaller arası bileşiklerin kaynaklı bağlantının mekanik ve korozyon davranışlarına etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla; 21,44x323,9x250 mm boyutlarında UNS S31803 dubleks paslanmaz çelik boru ER2209 ilave dolgu teli kullanılarak TİG kaynağı ve E2209-15 örtülü elektrodu ile örtülü elektrod ark kaynağı ile birleştirilmiştir. Koruyucu gaz ve kök koruma gazı olarak saf argon gazı kullanılmıştır. Mikroyapısal incelemeler, manyetik delta ferrit, mekanik testler ile korozyon (ağırlık kaybı) testleri PTS ve ASME standartları temel alınarak; bu standartların yönlendirdiği standartlara göre uygulanmıştır.
Araç motorlarının şasiye bağlantı takozlarının titreşim sönümleme etkisinin incelenmesi
daha sonra doldurulacaktır.
Ti6Al4V alaşımının mikro tornalanması ve kesme kuvvetlerinin mekanistik modellenmesi
Mikro tornalama, mikro mekanik kesme işlemleri içerisinde yer alan ve mikro silindirik veya eksenel simetrik parçaların üretiminde kullanılan bir yöntemdir. Mikro silindirik bileşenler ağırlıklı olarak mikro akışkan sistemlerinde, damar içi mikro motorlarda, mikro cerrahi uygulamalarında ve optik lens uygulamalarında kullanılmaktadır. Mikro tornalamada, iş parçası çapı çok küçük olduğundan, kesme kuvvetlerinden daha çok etkilenir. Bu nedenle kesme kuvvetlerinin bilinmesi/tahmin edilebilmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, takım burun yarıçapı dikkate alınarak, kesme kuvvetini tahmin etmek için mekanistik bir model kullanılmıştır. Yarı deneysel olarak geliştirilen mekanistik modelde, takım burun yarıçapının yanı sıra kesme kenarı açısı da dikkate alınmıştır. Kesme kuvveti katsayılarını belirlemek için bir dizi kesme testi yapılmıştır. Geliştirilen mekanistik modeli doğrulamak için farklı kesme parametreleri, burun yarıçapı ve kesme kenarı açısı için doğrulama deneyleri yapılmıştır. İş parçası olarak Ti6Al4V alaşımı kullanıldı ve deneyler kuru kesme koşullarında yapıldı. Elde edilen sonuçlar, artan ilerleme ve talaş derinliği ile birlikte kesme kuvvetlerinin de arttığını göstermiştir. Ayrıca farklı kesme parametreleri için yapılan deneyler ile mekanistik model arasındaki farkın kabul edilebilir düzeyde olduğunu gözlemlenmiştir.
Nano kristal elmas kaplanmış mikro takımların alüminyum 7075-T6 alaşımının işlenmesindeki performansının araştırılması
Mikro frezeleme işleminde, yüksek devir sayısı ve küçük kesici geometrisi hızlı takım aşınmasına neden olur. Takım aşınması hem kesici geometrisinin hem de işlenen geometrinin değişmesine neden olur. Bu nedenle, mikro takımların kaplanması, sadece takım ömrünün artmasına değil, aynı zamanda geometrik toleransı ve yüzey kalitesini de olumlu etkiler. Bu çalışmada, nano kristal elmas kaplamanın Al 7075-T6 iş malzemesinin mikro frezelenmesindeki performansı araştırılmıştır. Deneyler kuru kesme şartları altında gerçekleştirilmiş olup, farklı kesme parametreleri ile kesme kuvvetlerinin değişimi araştırılmıştır. Ayrıca kaplamanın yüzey pürüzlülüğü ve çapak boyutları üzerindeki etkisi de tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, nano elmas kaplama, kesme kuvvetlerinin azalmasına neden olmuştur. Artan devir sayısı kesme kuvvetlerinin azalmasına neden olmaktadır. Elmas kaplama, ortalama yüzey pürüzlülüğünün yaklaşık %29 azalmasına neden olmuştur. Ayrıca kaplama malzemesi, çapak genişliğinin de azalmasına da katkı sağlamıştır. Kesme esnasında takımda meydana gelen baskın hasar mekanizması abrasiv aşınmadır. Abrasiv aşınma, takım çapında küçülmeye neden olmaktadır. Kaplanmış takımdaki çap azalması daha küçüktür. Tüm elde edilen veriler beraber değerlendirildiğinde, nano elmas kaplama, alüminyum esaslı alaşımların mikro frezelenmesinde kullanılabileceğini ortaya koymuştur.
Araç hızı ve kütlesinin, süspansiyon sistemindeki yerdeğiştirme iletgenliğine etkisinin araştırılması
Daha sonra doldurulacaktır.
Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen magnezyum alaşımlarının karakterizasyonu ve mikro-işlenebilirliği
Bu tez çalışmasında, biyomedikal uygulamalarda kullanılabilecek, Mg alaşımının üretimi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, toz metalurjisi (T/M) tekniği olan sıcak presleme yöntemi kullanılarak, Mg5Sn-xZn (ağırlıkça %x=0, 1, 2, 3, 4, 5) numunelerinin üretimi yapılmıştır. Her bir alaşıma ait mikroyapı incelemeleri gerçekleştirilerek, mekanik ve korozyon özellikleri tespit edilmiştir. Bununla birlikte insan nöron hücrelerine karşı toksisite etkisini belirlemek için hücre canlılık analizi uygulanmıştır. Korozyon, biyouyumluluk ve mekanik testler sonucu, optimum özelliklere sahip olan alaşım numunesinin mikro işlenebilirlik parametrelerinin tayin edilebilmesi için, mikro frezeleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, sıcak presleme metoduyla Mg5Sn-xZn alaşımının üretimi mümkündür. Numune yüzeylerinden alınan SEM/EDS incelemeleri neticesinde; homojen bir mikroyapı elde edilebildiği, oluşan ikincil fazların tane sınırlarında homojen bir şekilde dağıldığı gözlenmiştir. Artan Zn oranıyla birlikte genel olarak korozyon direncinde artış tespit edilmiştir. Korozyon testi sonrası numune yüzeylerinde koruyucu film şeklinde apatit yapılarının oluştuğu belirlenmiştir. En yüksek korozyon direnci, apatit yapılarının da yoğun bir şekilde oluştuğu TZ54 numunesinden elde edilmiştir. Bununla birlikte, Zn miktarındaki artışın mekanik özellikleri de iyileştirdiği tespit edilmiştir. En yüksek mekanik özellikler TZ55 numunesinden elde edilmiştir. Alaşımlara Zn ilavesi biyouyumluluk açısından SH-SY5Y hücrelerine herhangi bir toksik etki oluşturmamıştır. Korozyon ve biyouyumluluk özellikleri bakımından optimum özellikleri TZ54 numunesi sağlamıştır. Bu amaçla farklı kesme parametreleri dikkate alınarak TZ54 alaşımının mikro frezeleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Uygun kesme parametrelerine karar verebilmek için kesme kuvvetleri, işlenen yüzey kalitesi ve çapak genişliğinin değişimi araştırılmıştır. TZ54 alaşımının mikro frezelenmesinde elde edilen kesme kuvvetleri, diğer biyomedikal malzemelere nazaran oldukça küçüktür. Hem kesme kuvvetleri hem de yüzey pürüzlülüğü açısından, minimum talaş kalınlığının, takım kenar radyüsünün yaklaşık %7'si olduğu sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte Ti6Al4V ve AZ31 gibi alaşımlarla kıyaslandığında, çapak oluşumu daha küçük düzeydedir. Minimum talaş kalınlığından daha düşük ilerleme hızlarında çapak genişliği artmaktadır. Kesici takımda baskın olan hasar tipi abrasiv aşınmadır. Kısmen talaş yapışmasının da meydana geldiği gözlemlenmiştir. Takım ömrü, yüzey pürüzlülüğü ve çapak oluşumu dikkate alındığında, TZ54 alaşımının kolay işlenebilen, alternatif bir biyomedikal malzeme olabileceği öngörülmektedir.
Atık kızartma yağlarından elde edilen biyodizelin motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkileri
Bu tez çalışmasında, atık kızartma yağından transesterifikasyon ile üretilen biyodizel (B100) tek silindirli, direkt enjeksiyonlu bir dizel motorunda test edilerek motor performansına ve egzoz emisyonlarına etkileri araştırılmıştır. B100 ve dizel yakıtlarından elde edilen değerler birbiri ile karşılaştırılmıştır. Deneyler 1800-3000 min-1'de 400 min-1 aralıklarla tam yükte gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre motor torku B100 yakıtı kullanımı ile dizel yakıtına göre %6,64 azalmıştır. Bununla birlikte, B100 kullanımı ile dizel yakıtına göre özgül yakıt tüketimi %15,7 artmıştır. Biyodizelin dizel yakıtına göre ısıl değerinin düşük ve viskozitesinin yüksek olması, motor torkunu düşüren etkenlerdir. Ayrıca, B100 kullanımı ile dizel yakıtına göre CO ve HC emisyonları sırasıyla %25,4 ve %5,5 azalmıştır. Biyodizelin bünyesinde bulunan yüksek miktarda ki oksijen, eksik yanmanın ve zengin karışımın oluştuğu yerlerde yanmayı iyileşmektedir. Bununla birlikte biyodizel kullanımı ile dizel yakıtına göre NOX emisyonu %9,5 artmıştır. Biyodizelin bünyesinde ki oksijen, yanma bölgelerinin sayısını ve dolayısıyla sıcaklığı arttırmaktadır. Yüksek sıcaklık, uzun süreli tepkime ve yüksek oksijen miktarı NOX oluşumunun tetiklemektedir.
Mikro tornalama işleminde takım geometri etkisinin araştırılması
Mikro tornalama işlemi, geleneksel tornalama işlemine çok benzemekle beraber, takım geometri etkisinin daha ön plana çıktığı bir kesme işlemidir. Bu nedenle mikro tornalama işleminde kullanılan kesici geometrisinin ve kesme parametrelerinin özenle seçilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada mikro tornalama işleminde burun yarıçapı ve kenar yarıçapı farklılıklarının; kesme kuvvetleri, yüzey altı artık gerilmeleri, takım gerilmeleri ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, yüksek hızlarda ve yüksek hassasiyette kesme yapabilen özel bir deney düzeneği kullanılmıştır. İş parçası olarak Ti6Al4V alaşımı ve iki farklı kesici takım geometrisi kullanılmıştır. Çalışmada nümerik modelleme ticari yazılımı olan DEFORM 2D/3D yazılımı kullanılmıştır. Kullanılan malzeme modeli 2 boyutlu ve 3 boyutlu analizlerle doğrulanarak, farklı kenar ve burun yarıçapları için çözümler yapılmıştır. Artan kenar ve burun yarıçapı, kesme kuvvetlerinin de artmasına neden olmaktadır. Burun yarıçapının talaş derinliğinden büyük olması durumunda burun yarıçapı arttıkça, kesme kuvvetleri beklenenin aksine düşmektedir. Yüzey altında meydana gelen basma gerilmeleri, kenar yarıçapının artmasıyla çekmeye dönebilmektedir. Kritik bir değerden sonra ilerleme azaldıkça yüzey pürüzlülüğünün arttığı görülmüştür.
Otomotiv endüstrisinde kullanılan alüminyum alaşımı malzemelerin sürtünme ve aşınma karakteristiklerinin deneysel olarak incelenmesi
Bu araştırmada, otomotiv sektöründe çok tercih edilmesi ve kolay ulaşılabilirliği nedeniyle Etial 140, Etial 171 ve Etial 177 kodlu alüminyum alaşım numuneler kullanılarak aşınma test cihazında aşınma deneyleri yapılmıştır. 1, 2, ve 3 kg lık ağırlıklar ile numunelerin çelik diske 500, 750 ve 1000 d/d'da 10 dakika boyunca sürtünmesi sağlanmıştır. Sürtünme sonucunda numunede oluşan kütle kaybı numuneler tartılarak tespit edilmiştir. Oluşan sürtünme katsayısını ortaya koyabilmek amacıyla, oluşan yanal kuvvet loadcell vasıtası ile ölçülmüştür. Yüzey sıcaklık değişimi dakika başlarında numune yüzeyinden lazerli termometre ile ölçülmüştür. Yapılan deneyler sonucunda aşınmanın; sıcaklık, yük, alaşım elementi ve devir sayısı gibi değişkenlere bağlı olduğu sonucuna varılmıştır. Aşınma dayanımı en iyi olarak Etial 140 malzemesi tespit edilmiştir.
Elektrikli bir araç için elektronik diferansiyel simülatörünün modellenmesi ve gerçek zamanlı uygulanması
Ulaşım sektörünü kullanan insan kaynağının gittikçe artmasından dolayı birçok farklı problem meydana gelmektedir. Bu problemlerin önde gelenleri, ulaşımdan oluşan çevre kirliliği ve dünya üzerindeki fosil yakıtların hızlı bir şekilde tükenmesini söyleyebiliriz. Çevreye yayılan zararlı gazları tamamen ortadan kaldırmak, fosil yakıt tüketimini azaltmak ve hava kirliliğine neden olan birkaç maddeyi ortadan kaldırmak amacıyla elektrikli araçlara yönelim başlamıştır. 1930 'larda elektrikli araç yerine içten yanmalı motorlu araçlara geçiş başlamıştı. Çünkü elektrikli araçlar kullanıcı istekleri karşılayamamaktaydı. Fakat günümüzde tasarruflu ve bir o kadar da güçlü elektrik makinalarının bulunmuş olması nedeniyle kullanıcı istekleri karşılayabilmektedir. Bu nedenle elektrikli araçlar piyasaya daha kararlı bir şekilde giriş yapmaktadır. Elektrikli araçlar için sorun teşkil eden durumlar ise toplam menzil ve batarya şarj süresidir. Bu tez çalışmasında toplam menzili artırmaya yönelik bir çalışma yapılmıştır. Elektrikli aracın toplam menzili, araç ağırlığı ile ters orantılıdır. Tek motorlu bir elektrik aracının ağırlığı azaltmak için mekanik diferansiyel çıkarılıp matematiksel modellemesi yapılmıştır. Bu matematiksel model yardımıyla iki elektrik motoruna mekanik diferansiyelin yaptığı iş yaptırılmaya çalışılmıştır. Öncelikli olarak sistem MATLAB/Simulink ortamında kontrol edildikten sonra gerçekleştirilmesi yapılarak sistemin stabil çalışması doğrulanmıştır.
Ti-6Al-4V alaşımının işlenmesinde farklı soğutma sistemlerinin takım ömrü ve yüzey kalitesi üzerinde etkilerinin araştırılması
Titanyum alaşımları, sahip olduğu üstün özellikleri nedeniyle, mükemmel bir malzemedir. Bununla birlikte, Titanyum alaşımları genellikle takım-talaş ve takım-iş parçası ara yüzlerinde, yüksek sıcaklıklara yol açan düşük ısıl iletkenliği nedeniyle, işlenmesi zor olarak kabul edilir. Bu malzemenin talaşlı imalatındaki zorlukların giderilmesiyle, istenilen kalite ve standartlarda, düşük maliyetli üretim sağlanabilecektir. Bu çalışmada, Ti-6Al-4V alaşımının, yüksek hızlarında (125m/dak, 250m/dak ve 350m/dak) tornalanmasında, kesme koşullarının etkisi araştırılmıştır. Deneylerde, dört farklı kesme koşulu (kuru, geleneksel kesme sıvısı, kriyojenik ve MQL) dikkate alınmıştır. Takım yüzeyinde meydana gelen, hasar tipleri belirlenmiş ve takım ömrü açısından uygun kesme koşulu tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, artan kesme hızı, kesme sıvısının soğutucu/yağlayıcı etkisini kaybetmesine neden olmaktadır. Kesici takımlarda ağırlıklı hasar mekanizmaları; abrasiv, adhezyon ve difüzyondur. 250 m/dak kesme hızında elde edilen takım ömrünün, 350 m/dak ya göre daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü açısından, düşük kesme hızlarında geleneksel kesme sıvının kullanılması daha uygun olacaktır. Fakat yüksek kesme hızlarında, kesme koşulunun yüzey kalitesi üzerinde belirleyici bir etkisi bulunmamaktadır.
Engelliler için Türk işaret dilini öğrenen ve sınıflandıran duyusal eldiven tasarımı ve uygulaması
Bu çalışmada duyma veya konuşma engeli olan insanların iletişim sağlayabilmelerine yardımcı olabilecek bir işaret dili tanıma eldiveni tasarımı ve uygulaması yapılmıştır. Tasarımda kullanılan eldivenlerde, 12 adet esneklik algılayıcı, 2 adet ataletsel algılayıcı, 10 adet manyetik alan algılayıcı ve geliştirme kartları kullanılmıştır. Toplamda kullanılan algılayıcılardan 34 adet sinyal elde edilerek bir işaret matrisi oluşturulmuştur. Ardından işaret dili hareketlerinden oluşan matrisler varyans, basıklık, çarpıklık ve standart sapma gibi istatistiksel işlemlere tabi tutularak 272 adet öznitelikten oluşan giriş vektörüne dönüştürülmüştür. İşaret dili hareketlerini tanımak için makine öğrenmesi algoritmalarından yararlanılarak sınıflandırma yapılmıştır. Makine öğrenmesi algoritmaları, daha önceden işaret dili hareketlerinin özniteliklerinden oluşturulmuş veri tabanını öğrenerek eldiven kullanıcısı tarafından yapılan işaretleri tanıyabilmektedir. Seçilen işaret dili hareketlerini tanıyabilmek için Lojistik Regresyon, Yapay Sinir Ağları, Destek Vektör Makineleri, Naif Bayes, Karar Ağaçları, Rastgele Orman ve En Yakın Komşu teknikleri kullanılmıştır. Oluşturulan sistem ile 32 adet kelime için, öncelikle 320 örnek işaret dili hareketi ile eğitim yapılarak 86,4% test başarısı elde edilmiştir. Ardından örnek sayısı arttırılıp 960 örnek ile eğitim yapılarak 96,9% test başarısı elde edilmiştir.
Kemik delme işlemlerinde farklı kesme koşullarının ve kesme parametrelerinin kesme sıcaklığı üzerindeki etkisinin araştırılması
Kemik delme işlemi, ortopedide kırık tedavisi, rekonstrüktif cerrahi ve kemik biyopsisi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Delme işlemi sırasında oluşan ısı, kesme bölgesindeki sıcaklığın artmasına, osteonekroza (kemik dokusu ölümü) sebep olarak, iyileşme süresinin uzamasına veya fiksasyonun (implant ile sabitleme) gevşemesine neden olabilir. Bu çalışmada, kemik delme işleminde farklı takım geometrisinin, takım malzemesinin, farklı kesme koşullarının ve parametrelerinin kesme sıcaklığı üzerindeki etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Delme işlemi sırasında nekroza neden olan veya olabilecek olan tüm unsurlar belirlenmeye çalışılmıştır. Deneylerde 12 saat önce canlı olan sığırın femur kemikleri kullanılmış ve delme bölgesine çok yakın noktalarda kesme sıcaklığı deneysel olarak tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kesme esnasında kullanılan devir sayısı kesme sıcaklığını en çok etkileyen kesme parametredir. İlerlemenin artması kesme sıcaklığında düşüşe neden olmaktadır. Gagalama tekniği ile delik delinmesi, kesme bölgesindeki sıcaklığın önemli ölçüde azalmasına katkıda bulunmaktadır. Gagalama tekniği kesme sıcaklığını önemli ölçüde düşürmektedir. Düşük debide uygulanan salin sıvısı matkap kanallarının tıkanmasına sebep olurken, 0,04 l/dk debide uygulanan salin sıvısı kesme sıcaklığını düşürmektedir. AISI-316L malzemeden üretilmiş matkap uçlarında daha düşük kesme sıcaklıkları gözlemlenmiştir. Aynı zamanda matkap geometrisinin etkilerine yer verilmiştir.
Helikopter rotor palinin performans optimizasyonu
Modern helikopterler, görevleri ve çalışma ortamları nedeniyle kullanım ömrü boyunca yüksek seviyelerde titreşim ve yorulmalara maruz kalan karmaşık dinamik sistemlerdir. Titreşim, helikopter rotoru tasarımı ve performans çalışmalarında dikkate alınması gereken en önemli faktörlerden birisidir. Titreşimin mekanik sistem bileşenlerine verdiği zararın yanı sıra mürettebat ve yolcuların sağlık durumlarını olumsuz etkilemesi, okuma güçlüğü, silah sistemlerinin etkisizliği ve yüksek bakım maliyetleri gibi istenmeyen sonuçları da bulunmaktadır. Bu araştırmada, helikopter rotor başındaki titreşiminin azaltılarak helikopter performansının arttırılması hedeflenmiştir. Helikopter rotor tasarımında, titreşimi en aza indirmek için yaygın olarak aktif ve pasif kontrol yöntemleri kullanılmaktadır. Aktif kontrol yöntemlerinde; sensörler, tahrik sistemleri ve denetleyiciler aracılığıyla sistemden anlık geri bildirimler gelmekte ve önemli ölçüde karmaşıklık içermektedir. Buna karşın pasif kontrol yöntemlerinde yüke ve geldiği yöne uygun anlık tepki veren titreşim sönümleyici, izolatörler ve malzemelerin yapısal dağılımı gibi daha az karmaşık bileşenleri kullanılmaktadır. Ayrıca pasif kontrol yöntemleri içerisinde yer alan malzemenin yapısal optimizasyonunu, "indirgenmiş titreşim formülü" ile incelemek mümkün olmaktadır. Bu eşitlik; rotor başında meydana gelen titreşimi, rotor başı kayma kuvvetleri ve momentleri cinsinden ifade etmektedir. Bu tezde indirgenmiş titreşim formülü, performans optimizasyonu modelinin amaç fonksiyonu olarak kullanılmıştır. Kısıtlar; kesit geometrisi sınırlandırmaları ve doğal frekans, otorotasyon ve Tsai-Hill hasar kriteri gibi malzemenin yapısal özellikleridir. Kompozit tabaka açıları ve spar geometrisi tasarım değişkenleridir. Optimizasyon yöntemi olarak hibrit bir algoritma tercih edilmiştir. Gradyan tabanlı algoritmaların güvenli bölgede kesin sonuçlar üretmesi ve sezgisel yöntemlerin arama uzayını geniş tarayabilmeleri sebebiyle parçacık sürüsü algoritması ve gradyan tabanlı algoritmalar hibrit edilmiştir. İleri uçuş durumunda olan helikopter için yapılacak olan performans iyileştirmesinde kesit analizi için VABS yazılımı kullanılmıştır. Kesit geometrilerine ait mesh (ağ düğüm) bilgileri, PYTHON script yardımıyla ABAQUS ile üretilmiştir. Hava araçlarının dinamik analizlerinde kullanılmakta olan DYMORE programı ile rotor başına uygulanan kuvvet ve momentler hesaplanmıştır. Her iterasyondaki VABS, ABAQUS ve DYMORE arasındaki sıralı işlemlerin gerçekleşmesi için Microsoft'un yeni nesil programlama dili olan C#'tan faydalanılmıştır. Optimizasyon, MATLAB sayısal analiz ve hesaplama programı ortamında yapılmıştır. Optimize edilmiş sonuçlar referans UH-60 helikopter rotor başı titreşimi ile karşılaştırılmış ve yeni tasarımda rotor başında yaklaşık yüzde 38'lik titreşim azalması gözlemlenmiştir.
Iteratif diferansiyel quadrature metodu ile bazı mühendislik problemlerinin çözülmesi
Diferansiyel Quadrature Metodu (DQM) ilk defa Bellman vd. (1971) tarafından geliştirilmiştir. Shu ve Richards (1990) DQM'i genelleştiren bir algoritma oluşturarak Genelleştirilmiş DQM'i (GDQM) ortaya koymuştur. Bu tez çalışmasında GDQM Newton-Rapshon İterasyon Metodu ile birlikte kullanılarak çeşitli mühendislik problemlerinin çözümü gerçekleştirilmiştir. İteratif DQM (I-DQM) olarak isimlendirilen bu algoritma sayeside klasik DQM yaklaşımından farklı olarak aynı noktada çoklu sınır şartı için çözüm doğrudan şartın olduğu noktada başka herhangi bir ek prosedüre gerek kalmadan uygulanabilmiştir. Lineer ve Lineer Olmayan Adi Diferansiyel Denklemlerin (ADD) çözümlerinde I-DQM kullanılarak sayısal simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar geliştirilen çözüm algoritmasının ADD problemleri için oldukça başarılı olduğunu göstermiştir. Mekanik alanında çözülmesi zor ve önemli olan Kirişlerin Büyük Sehim Problemi lineer olmayan bir ADD kullanılarak tanımlanmaktadır. Yöntemin hassasiyetini daha güvenilir bir şekilde test etmek amacıyla Büyük Sehim Problemi I-DQM algoritması ile çözülmüştür. I-DQM'in hassasiyetini karşılaştırmak amacıyla aynı problem Birleşim Metodu (BM) kullanılarak ayrıca ele alınmıştır. Sayısal sonuçlar önceki çalışmalarla ve BM ile karşılaştırıldığında I-DQM kullanılarak Büyük Sehim Probleminin kolaylıkla yüksek hassasiyetle çözülebildiği görülmüştür. Mühendislik problemlerinin tanımlanmasında yaygın olarak lineer olmayan Kısmi Diferansiyel Denklemler (KDD) kullanılmaktadır. Bu nedenle I-DQM kullanılarak lineer ve lineer olmayan çeşitli KDD problemlerinin çözümleri sağlanmıştır. Sonuçlar incelendiğinde klasik DQM'e göre daha kolay bir yaklaşımla yüksek hassasiyetle çözümlerin elde edildiği görülmüştür. Yöntemin hassasiyetinin incelenmesi amacıyla literatürde metot testlerinde yaygın olarak kullanılan Burgers Denklemi I-DQM ile çözülmüştür. Yapılan ilk sayısal analizlerde Newton-Raphson İterasyon'un başlangıç tahminleri klasik yaklaşımla rastgele seçilmiştir. Bilindiği gibi iteratif yöntemlerde başlangıç tahmini değeri sonuca yakınsama hızı ve hassasiyetinde oldukça önemlidir. Bu bilgiden yola çıkılarak ele alınan problemin sınır şartları kullanılıp bir eğri uydurma yapılmış ve başlangıç tahmini olarak bu eğri fonksiyonu dikkate alınmıştır. Geliştirilen bu yeni yaklaşıma I-DQM için Eğri Uydurma Başlangıç Tahmini (EUBT) adı verilmiştir. EUBT kullanılarak gerçekleştirilen Burgers Denklemi çözümlerinde dt=0,01 adımla hızıyla 7 iterasyonda yeterli hassasiyette sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar Burgers Denkleminin literatürdeki diğer çözümleriyle karşılaştırılmıştır. EUBT kullanılarak yapılan I-DQM analizinde literatürde ilk defa bir DQM algoritmasıyla dt=0,01 adımlama hızında Burgers Denkleminin yeterli hassasiyette çözülebildiği görülmüştür. Bunlara ek olarak GDQM yaklaşımının aynı noktaya çoklu sınır şartı girilmesi gereken problemlerdeki hassasiyetini daha iyi değerlendirmek amacıyla lineer kiriş titreşim problemi farklı sınır şartları için ele alınmıştır. Elde edilen sonuçların karşılaştırılması için aynı problem Rayleigh-Ritz Metodu kullanılarak ayrıca çözülmüştür. Her iki yöntemin sonuçları literatürdeki diğer çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve DQM'in oldukça yüksek bir hassasiyette çözüm sağladığı görülmüştür.
Ultra yüksek yoğunluklu polietilen ile karbon fiber prepreglerden hibrit zırh geliştirilmesi ve balistik özelliklerinin incelenmesi
İnsanlar yaratılış olarak her dönemde korunma ihtiyacı hissetmişler, zamanın şartlarına bağlı olarak farklı zırhlar kullanmıştır. Silah ve mühimmatlar geliştikçe onları durdurmak veya etkisini azaltmak için zırh teknolojisi de gelişmiştir. Zırh malzemelerinde balistik korumanın yanında hafifliğin de önemli olması nedeniyle kompozit malzemeler öne çıkmıştır. Bu çalışmada, ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UHMW-PE) ve epoksi reçineli karbon fiber prepreglerden (ERKFP) oluşan farklı konfigürasyonlardaki zırhların balistik (mermi ve şarapnel testi) ve mekanik dayanımları (üç nokta eğme testi) incelenmiştir. Daha sonra da zırhların farklı çevresel şartlarda kullanılabileceği de öngörülerek, +70 oC ve -35 oC'de şartlandırılarak testler yapılmıştır. Oda şartlarında yapılan şarapnel testlerinde 25 kat UHMW-PE zırha ERKFP ekledikçe balistik dayanım artmış, 6 kat ERKFP eklendiğinde bu artış % 22,6'ya kadar yükselmiştir. Sadece UHMW-PE içeren zırha 6 kat ERKFP eklendiğinde eğilme gerilmesi % 307 artmıştır. Daha sonra yapılacak ilave çalışmalarla, zırhların tehdit seviyesine göre balistik dayanım ve ağırlık optimizasyonu yapılarak, seçilen konfigürasyona göre kullanılabileceği değerlendirilmektedir.
First failure pressure of composite pressure vessels
Bu çalışmada, simetrik ve antisimetrik [ /? / ...]s ? ? şeklindeki tabakalı ince cidarlı kompozitlerin maksimum patlama basıncı için en uygun tabaka-açı oryantasyonları araştırıldı. Kompozit basınçlı tüpün içten basınca maruz olması durumundaki davranışı incelenmiştir. Kompozit basınçlı tüplerin silindirik kısmına değinilmiştir. Sonlu elemanlar metodu ve deneysel çalışmalarla en uygun sarım açısı saptanmaya çalışılmıştır. E-cam/epoksi CTP borular üretilmiş ve kapalı uçlu iç statik basınç testleri uygulanmıştır. Bu çalışma için PLC kontrollü hidrolik basınç test cihazı kuruldu. Çalışmada filaman sarımlı kompozit tüpler üzerindeki sarım açılarının etkileri ele alınmıştır. Kompozit tüpte oluşan hasarı belirlemek için nümerik çözüm yöntemi Lekhnitskii teorisi kullanılarak geliştirilmiştir. Bu yöntemle hasar basıncı aynı ısı etkisi ile değişik açı oryantasyonlarında hesaplanmıştır. Tsai-Wu hasar kriteri tabakalarda oluşan hasarın kontrolünde uygulanmaktadır. Test numuneleri dört tabakalı ve çeşitli oryantasyon açılarına sahiptir. Tabakalar simetrik ve antisimetrik durumuna göre, o o s [45 /-45 ] , o o s [55 /-55 ] , o o s [60 /-60 ] , o o s [75 /-75 ] and o o s [88 /-88 ] açı oryantasyonlarında ele alınmaktadır. Kompozit malzeme olarak E-cam epoksi seçilmiş ve bu malzemenin termal ve mekanik özellikleri hesaplamalarda kullanılmaktadır. Bazı nümerik sonuçlar sonlu elemanlar programı ANSYS 10.0 sonuçları ile karşılaştırılmakta ve yakın değerler elde edilmektedir. İçten basınca maruz helisel açıda sarımlı kompozit tüplerde en uygun sarım açısının 55o civarında olduğu tespit edilmekte, tek açıda sarımlı kompozit tüpler için ise bu değer 90o olarak bulunmaktadır. Anahtar sözcükler: Kompozit basınçlı tüpler, filaman sargı, sonlu elemanlar analizi, iç basınç
Character and object recognition by using image and sound fusion
In this thesis, a novel approach that integrates image and sound recognition tasks is presented. Human brain is too complex to be analyzed. But some of the main learning tasks in the brain can be simulated. The learning processes in the brain cannot be considered in the absence of sound or image. Both image and sound plays very important role in the learning processes. Therefore in this thesis the new algorithms that integrate the sound and image recognition tasks are tried in order to become closer to the operation of the human brain. The algorithm takes the sound and image input simultaneously, and extracts the meaningful features and then integrates them as a new knowledge in the data field. After the new knowledge is saved then the new image or sound inputs corresponding to the same knowledge are used to teach the algorithm. The user takes role as a teacher in the algorithm. The experimental results show that the proposed approach is applicable on the learning processes.
Modelling of a rotating platform and its position control using various control algorithms
Ill ABSTRACT This study describes the application of various techniques to control the position of a rotating platform which simulates motion of an airplane or a ship on the plane perpendicular to their movement axis. The first step of the implementation is constructing an electromechanical model for experiments which consists of mechanical Simulator, a platform and a pulley and belt mechanism and a DC motor. Control system consists of data acquisition cards for data input and output and PC itself as a controller. There is a motor driver circuit consists a pulse width modulator to speed control and a half bridge circuit to drive motor. The second part of the study is to settle a mathematical model for the system. This model helps to determine system characteristics and coefficients of the controllers. To obtain a mathematical model results of two experiments are used. The first experiment is determining belt velocity change against change in computer output and the other is calculating platform transfer function by the mediation of impulse response. Third step is control applications, first a PCD controller based on simulation is implemented and tuned then fuzzy controller algorithms; fuzzy PD, fuzzy P and fuzzy P+D is implemented and results are given. According to results of experiments, fuzzy controllers have improved system performance then conventional PID controller especially from the point of time and noise sensitivity. Fuzzy P controller maybe a good alternative for controlling such systems.
Behavior of laminated composite structures subjected to low velocity impact
ABSTRACT The purpose of this thesis is the evaluation of the dynamic behavior of fiber- reinforced laminated composites under low velocity impact. An experimental and numerical investigation has been carried out to study the transient response of E- glass/epoxy composite. The numerically computed contact force history is compared with the same experimental results. The importance of the impact velocity, the impactor mass, the dimensions and the thickness of the composite plate are determined for laminated composites subjected to low velocity impact. A vertical drop- weight testing machine is developed in the Mechanical Laboratory for the low velocity impact test. Affixed to the drop-weight device, a piezoelectric force transducer, localized in the hemispherical impactor nose, yields the complete force versus time history of the impact event. Impact tests are performed at increasing impact velocities 1 m/sec, 2 m/sec and 3 m/sec, and impactor masses of 135 g and 2600 g. The studies have been carried out with plate dimensions of 150 mm by 150 mm, 150 mm by 100 mm and 150 mm by 50 mm with two opposite sides clamped and the other two free and the impact load is applied at the center of each plate. Unidirectional and woven fiber form is selected for laminated composite materials with different stacking sequence. A numerical evaluation of these specimens is also carried out by using 3DIMPACT transient dynamic finite element analysis code. The contact force between the impactor and the composite plate, maximum transverse deflection at the center of the plate, stresses and strains during impact are plotted, as functions of time and the predicted delamination sizes of composites are determined numerically. Finally, results are obtained by numerical simulation and experimental testing of the dynamic behavior of composite material and an approach to the problem of optimum design of composite plates subjected to low velocity impact is presented.
Termoelastik mikromorfik ortamlarda bünye denklemleri
II ÖZET Bu çalışmada sıcaklığın zamana göre türevine bağlı termoelastik mikromorfik ortamlarda bünye denklemleri incelenmiştir. Çalışma beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde konuya kısa bir giriş yapılmıştır. İkinci bölümde mikromorfik teoriye ait kinematik ve şekildeğiştirme verilmiş, tek değerli şekildeğiştirme alanın varlığı için uygunluk koşullan şekildeğiştirme tansörleri üzerinde uygulanmıştır. Üçüncü bölümde mikromorfik teoriye ait temel denklemlerin maddesel ve uzaysal formları ifade edilmiştir. Dördüncü bölümde, sıcaklığın zamana göre türevine bağlı termoelastik mikromorfik ortamın bağlı bünye fonksiyonları tanımlanmış, entropi eşitsizliğinin koyduğu kısıtlamalardan bünye denklemleri elde edilmiştir. Ortamın izotrop olması, elastik ve homojen olması halleri için bünye denklemleri çıkarılmıştır. Çalışmanın sonunda lineer teori incelenmiş, bünye denklemlerinin lineerleştirilmiş ifadesi elde edildikten sonra alan denklemleri verilmiştir.
Stress analysis of bolted cold formed steel strips by FEM
ABSTRACT In this work a finite element model with three dimensional solid elements is established with Ansys 5.4 (CAE) program for the structural performance of bolted connections and bearing failure of high yield strength and low ductility cold- formed steel bolted connections under shear. In our work we used two different material namely G300 which has low strength, high ductility and G550 which has high strength, low ductility. We used M 12 bolt and two different washer size as smaller and larger during our analysis. And also we did our analysis for two different friction coefficient. Non linear material, geometrical and contact analysis is carried out.The failure mode of investigation is the bearing failure of cold formed steel strip around the bolt holes. The predicted bearing resistance and the strain and stress values of the bolted connections compare well with referance test data. It is found that contact stiffness and frictional coefficient between element interfaces, clamping force developed in bolt shanks and stress-strain curves are important parametres for accurate prediction of the load extension curves of the bolt connections. Comparison with the results of the finite element modelling shows that the existing design rules in both BS5950: Part 5[2] and Eurocode 3: Part 1.3^ give unconservative bearing resistances when thick steel are used.
The free vibration analysis of multi disc shaft systems
Ill ÖZET Bu çalışmada bir mil üzerinde bulunan bir ve birden fazla diskin kütlesel özellikleri ve konumlan ile milin kesit değişimlerinin serbest titreşimlere olan etkileri incelenmiştir. Çoklu disk-mil sistemlerinin burulma titreşimlerinin analizi Transfer Matrisi ve Sonlu Elemanlar Metodu kullanılarak yapılmıştır. Geliştirilen programdan elde edilen sonuçların doğruluğu, literatürde yer alan bazı sonuçlarla karşılaştırılarak görülmüştür. Diskleri^ sayılarının, mil üzerindeki konumlarının ve mildeki kesit farklıklarının sistemin doğal frekansları üzerindeki etkileri grafikler halinde gösterilmiştir. Ayrıca her iki metottan elde edilen sonuçlar da birbirleriyle karşılaştırılmış ve büyük bir uyum gözlenmiştir. Bu çalışmada MATLAB 5.1 ve Visual BASIC bilgisayar programları kullanılmıştır.
Fracture and fatigue analysis of an agitator shaft with a circumferential notch
In this study, the failure (fracture) of an agitator shaft with a circumferential notch was selected as investigation topic. However, this study is intended for introducing fracture mechanics from an application viewpoint. It essentially focuses on both stress and fatigue analyses. Many mechanical systems subject to loading require modeling before their analyses can be executed. The important thing at this point is to be able to create an appropriate model; in addition consistent assumptions should be made. In this connection, several computer programs introduced provide much benefit to model the systems. In this study, Ansys 5.4 FEM program, to analyze the stresses at the notch tip, and TKSolver program, to perform calculations and to plot S-N diagrams for fatigue analysis were used. In general, the study gives an engineering perspective on how a real event can be analyzed by evaluating findings and data taken from the equipment. Before stress analysis, brief information on the agitator is given. In addition, the shaft material is introduced and how an fee (face-centered cubic) crystal fracture is explained. With the macroscopic examination of the fracture surface, the signs left by crack propagation are dealt in detail to interpret how the shaft is leaded to fracture. In the proceeding chapters, by setting up an agitator model, data taken from the agitator during operation and specification sheets are processed to make more realistic approximations for bending and tork forces, since they will be base for stress analysis, in which K\ is evaluated. For stress analysis, ten crack models with various crack lengths are created by using Ansys 5.4 FEM program. Again, mathematical procedure to show how to do fatigue analysis and related S-N diagrams drawn by using TKSolver program are presented.
Silindirik boru içerisine yerleştirilen konik yüzey elemanlarının akım ortamına etkilerinin deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada, konik yüzey elemanlarının (türbülatörlerin) silindirik borular içerisindeki akis ortamına etkileri incelenmiştir. Deneyler dört değişik Reynolds sayısında ve onbir farklı türbülatör konumunda yapılmıştır. Bu dört farklı Re değerleri için eksenel yöndeki hava hızları ölçülmüş ve değişik istasyonlardaki hız profilleri çizilmiştir. Ayrıca belirli bir boru boyu için basınç kayıpları onbir değişik türbülatör konumu için hesaplanmıştır. Bu değerler yardımıyla Re sayısı ve Aturb arasındaki bağıntı en küçük kareler yöntemi kullanılarak bulunmuştur. Bunun yanında farklı Re değerleri için boru boyunca sınır tabaka kalınlığı da hesaplanmıştır. VI
Çok serbestlik dereceli titreşim sistemlerinin modal analizi ve sayısal çözümler
Günümüz mühendislik sistemleri, tasarım ve malzeme bakımından giderek daha karmaşık bir yapı sunmaktadır. Bunun sonucu olarak, böyle çok serbestlik dereceli sistem veya geniş yapıların dinamik davranışlarının daha doğru olarak belirlenmesi için yeni yöntemler geliştirilmektedir. Bir yapının dinamik davranışı diferansiyel denklemlerle tanımlanır ve burada denklemlerin çözümünde karşılaşılan esas güçlük, denklemlerin birbirlerine bağlı olması durumudur. Modal analiz olarak bilinen yöntem, bize bağlı sistem denklemlerinin bağsız sistem denklemlerine dönüştürülmesi olanağını verir. Böylece, çözüm bir serbestlik dereceli sistem modelinde olduğu gibi doğrudan elde edilebilir. Bu çalışmada, modal analiz yöntemi iki serbestlik dereceli lineer bir sisteme uygulanarak; özdeğerler, özvektörler ve bunların ortogonallik özellikleri, genelleştirilmiş kütle ve rijitlik, mod şekillerinin normalizasyonu ve prensib koordinatları kavramları verildi. Çok serbestlik dereceli sistemlerin geçici titreşim durumları; sönümsüz sis temler ve sönümlü sistemler için iki kısım altında ele alındı. Sönümlü zorlanmış sistemlerin sürekli titreşim durum cevabını elde etmek için frekans cevap yöntemi kullanıldı. Bu yöntemde hareket denklemlerindeki sinusoidal fonksiyonlar vektörlerle temsil edildi. Son olarak nonlineer sistemler incelendi. Ele alman bütün titreşim durumları için bilgisayar, programları yazıldı ve bazı sayısal çözümler grafik olarak verildi. v
Fındık kırma teknolojisinde tambur sisteminin geliştirilmesi
Bu çalışmada, Türkiye'de fındık sanayiinde kullanılan değirmen sistemiyle fındık kırma metodu detaylıca incelenmiş; ayrıca fındığın bu yöntemle kırılmasına kadar olan safhaları da ele alınmıştır. Fındığın İç ve dış pazarlarda satılmasında önemli rol oynayan fındık standartları hakkında bilgi verilerek, fındık kırma teknolojisinde dezavantaj oluşturan iç fındıktaki vurgun ve çatlak sebepleri Üzerinde durulmuştur. Türkiye'deki mevcut değirmen sistemine, gelişmelere bağlı olarak alternatif bir kırma modeli olabilecek, konik tambur sistemi ile fındık kırma makinası tasarlanıp, laboratuvarda imal edilmiştir. Bu makina, tüm boyutlardaki fındık türlerini kırabilecek şekilde dizayn edilmiştir. Sivri, uzun fındık türlerinin kırılması esnasında iç fındıklarda, özellikle iç fındığın uç kısımlarında vurgun olayı görülmektedir. Bunu önlemek amacıyla kabuklu fındıkların kırılma bölgesine belli bir istikamette kontrollü olarak ulaştırılmasına çalışılmıştır. Kırma işlemi değişik devir sayılarında ve değişik boyutlardaki fındıklarla denenmiş ve fındık için boyut istatistikleri yapılarak, en uygun kırılma aralıkları belirlenmeye çalışılmıştır. Vİ
İki boyutlu bir otomobil modeli etrafındaki akışın sayısal olarak incelenmesi
ÖZET Bu çalışmada, iki boyutlu bir otomobil modeli etrafındaki akış sayısal olarak çözülmüştür. Çözüm için, akım fonksiyonu-girdap denklemleri ve sonlu farklar yöntemi kullanılmıştır. Laminer ve türbülanslı akış çözümünde, potansiyel akış çözümü başlangıç koşulu olarak verilmiştir. Laminer akışta, Reynolds sayısının değişik değerleri için akış alanının nasıl değiştiği incelenmiştir. Türbülanslı akış için, efektif Reynolds sayısı modeli kullanılmış ve katı sınırlarda kayan akış koşulu öngörülmüştür. Potansiyel akış durumunda model cidan boyunca basınç katsayısının değişimi hesaplanmış ve bulunan sonuçlar, J. Wiedemann ve B. Ewald tarafından elde edilen deneysel sonuçlarla karşılaştırıldığında iyi bir uyum elde edilmiştir. Akış gözlenmesi deneyleri yapılmış ve elde edilen sonuçların potansiyel akış çözümü ile uygunluk içinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Otomobil aerodinamiği, taşıt etrafındaki akış, potansiyel akış, laminer ve türbülanslı akış, akım fonksiyonu-girdap denklemleri, sonlu farklar yöntemi, efektif Reynolds sayısı modeli, akış gözlenmesi.
Çinko-aliminyum esaslı alaşımlarda mukavemet araştırma yöntemlerinin incelenmesi
ÖZET Değişik kimyasal bileşimlerde bir adet ikili çihko-alüminyum, iki adet üçlü çinko-alüminyum-bakır ve bir adet de çinko-alüminyum-silisyum alaşımı kokil döküm yöntemi ile üretildi. Alaşımların yapısal ve mekanik özellikleri gerek dökülmüş, gerekse ısıl işlem görmüş durumda incelendi. En uygun mukavemet artırma yöntemini belirlenmesi için, söz konusu alaşımlar mekanik ve ısıl işlemlere tabi tutuldu. Yapılan çalışmalar sonucunda, çinko-alüminyum alaşımlarının mukavemetini artırmak için, en uygun yöntemin alaşım elementi katkısı olduğu belirlendi. Balar katkısı, bu alaşımların sertlik ve mukavemetini büyük ölçüde artırırken, silisyum katkısının bu değerleri fazla etkilemediği görüldü. Söz konusu alaşımların, sertlik ve mukavemet değerlerinin su verme- yaşlandırma işlemi ile artırılabileceği görüldü. Ancak, bu değerlerin aşın yaşlanma döneminde büyük ölçüde azaldığı gözlendi, özellikle ikili ZnA122 alaşımındaki hızlı dönüşüm nedeniyle sertlik ve mukavemet değerleri çok kısa bir yaşlanma süresi sonunda aniden bir düşme gösterdi. Bu durum, çökelme sertleştirmesi yönteminin, söz konusu alaşımlar için uygun bir mukavemet artırma yöntemi olmadığım ortaya çıkardı. Soğuk deformasyonla alaşımların mukavemet değerleri artmadığı gibi, özellikle ısıl işlem görmüş durumdaki alaşımların bu işlem sonunda sertlik ve mukavemetlerinin azaldığı gözlendi. Söz konusu alaşımlarda soğuk işlem sırasında deformasyon yumuşaması meydana geldiğinden, deformasyon sertleştirmesi yönteminin bu alaşımlar için bir mukavemet artırma yöntemi olarak uygulanamayacağı sonucuna varıldı. Diğer taraftan, söz konusu alaşımların mekanik özellilerinin, çözündürme işleminden sonraki soğuma hızına göre de önemli ölçüde değiştirilebileceği gözlendi. Anahtar Kelimeler: Zn-Al Alaşımları, Mukavemet Artırma Yöntemleri, Çökelme Sertleşmesi, Deformasyon Sertleşmesi IV
Isıtılan düzlem bir plakaya dik ve eğik hava jeti çarpmasında ısı transfer karakteristiklerinin deneysel incelenmesi
ÖZET ISITILAN DÜZLEM BÎR PLAKAYA DÎK VE E?ÎK HAVA JETÎ ÇARPMASINDA ISI TRANSFER KAREKTERÎSTÎKLERÎNÎN DENEYSEL İNCELENMESİ Yüksek hızlı hava jetleri; kağıt ve cam imalat tesisleri, metallerin ısıl işlemleri ile elektriksel ve elektronik ekipmanların soğutulma işlemlerinde genellikle yaygın bir şekilde kullanılır. Bu çalışmada yuvarlak bir lüleden (borudan) çıkan tam gelişmiş hava jeti, düz bir levha üzerine dik ve eğik açılarda çarptırılarak, levha üzerinde ısı transfer karekteristikleri çeşitli parametrelere bağlı olarak incelenmiştir. Deneylerde Reynold sayısı 10 000 < Re < 40 0000, lüle levha aralığı 6 <, H/D <> 14, jet eğim açısı 45 < 0 <90 derece ve lüle çapı 15 mm. alınmıştır. Deneylerde levha üzerindeki sıcaklıklar, sıvı kristal metodu ile ölçülmüştür. Maksimum ısı transferi potansiyel özü dışında yaklaşık sekiz lüle çapı mesafesinde meydana gelmiştir. Durgunluk noktasında jet eğim açısının azalması ile ısı transfer katsayısıda azalmıştır. 45 derece jet eğim açısında, durgunluk noktası ısı transfer katsayısı normal (dik) çarpan jete oranla, H/D=7,10,14 için sırasıyla %6, %18, %22 oranında azalma meydana getirmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürdeki deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmış, iyi bir uyum içinde olduğu görülmüştür Anahtar Kelimeler: jet çarpması, Dik olmayan jet çarpması Çarpan jet ile soğutma, Jet konveksiyon ısı transferi, Durgunluk noktası ısı transferi VI
Pistonlu motorların silindirleri içerisindeki gaz akışlarının emme stoku boyunca sayısal olarak incelenmesi
ÖZET Pistonlu Motorların Silindirleri İçerisindeki Gaz Akışlarının Emme Stroku Boyunca Sayısal Olarak İncelenmesi İçten yanmalı pistonlu motorların çalışması sırasında meydana gelen çeşitli olayların yapısı oldukça karmaşıktır. Motorların karmaşık geometrik yapılan içinde aynı anda bir çok fiziksel süreç meydana gelmekte ve bunlar birbirlerini etkilemektedir. Bu süreçlerden motor silindirleri içerisindeki akış olayı; türbülans üretimi, yakıt-hava karışımı ve yanma olayları üzerinde önemli bir rol oynar ve motor performansım Önemli düzeyde etkiler. Günümüzde motor tasarımcıları içten yanmalı motorların ısıl verimini artırmaya ve istenmeyen eksoz emisyonlarını azaltmaya çalışmaktadırlar. Çalışmalar, akışın çok-boyutlu olarak tahmin edilmesini gerektirmektedir. Ancak deneysel teknikler deneme-yanılma yöntemine dayanmakta; oldukça zaman alıcı ve pahalı olmakta ve edinilen bilgiler çok sınırlı düzeylerde kalmaktadır. Bu nedenle tasarımcılar, motor silindiri içerisindeki olayları tahmin etmede sayısal yöntemlere büyük umutlar bağlamışlardır. Son zamanlarda silindir içi akışkan hareketlarinin hesaplanmasında çok-boyutlu matematiksel modellerin kullanılmasına eğilim gittikçe artmaktadır. Bununla birlikte, şu ana kadar bu tür az sayıda çalışmanın deneysel verilerle kapsamlı olarak karşılaştırılması yapılmıştır. Sunulan çalışmanın konusu; pistonlu motorlarda emme stroku boyunca silindir içerisindeki akışın sayısal olarak incelenmesidir. Bu amaçla k-t türbülans modeli ve "duvar kanunları" sınır koşullarının kullanıldığı bir bilgisayar programı geUştirilmiştir. Akışı gösteren diferansiyel denklemlerin sayısal çözümünde "sonlu kontrol hacmi" yaklaşımı ve Patankar taralından geliştirilmiş olan SIMPLE algoritması kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar Gosman ve arkadaşları taralından yapılmış olan sayısal çalışmalarla ve ayrıca Morse taralından yapılmış olan ölçümlerle karşılaştırılmış ve ilerideki çalışmalar için ümit verici oldukları görülmüştür. Sonuçlarda ortaya çıkan bazı uyuşmazlıkların tam olarak bilinmeyen sınır koşullarından ve/veya kullanılan türbülans modelinin yetersizliklerinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Anahtar kelimeler: Pistonlu motorlarda akış, k-e türbülans modeli, Sonlu kontrol hacmi yöntemi, Hybrid (Merkezi/upwind) aynklaştırma yaklaşımı. vı
Pervane tipli türbülatörün akışa ve ısı geçişine etkilerinin sayısal ve deneysel incelenmesi
ÖZET Bu çalışmada geliştirilen pervane tipli bir türbülatörün akışa ve ısı geçişine etkileri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Sayısal çalışmada; zamandan bağımsız, eksenel simetrik, sıkıştırılamaz dönmeli laminer ve türbülanslı akışlar için Navier-Stokes ve enerji denklemleri çözdürül- müştür. Kontrol hacmi metodu yaklaşımıyla sonlu-fark denklem leri elde edilmiş ve bu denklemler hazırlanan bir bilgisayar programı yardımıyla, SIMPLEC sayısal çözüm yöntemi kullanıla rak iteratif olarak çözülmüştür, ilk aşamada laminer katı ci sim dönmesi ve kaynak-kuyu akışları incelenmiştir. Daha sonra k-? türbülans modeli kullanılarak program geliştirilmiş ve türbülanslı boru akışı, boru akışında ısı geçişi problemle rine uygulanmıştır. Pervane tipli türbülatör arkasındaki akış alanı deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Akış gözleme ve hız dağılımı ölçüm deney düzenekleri kurulmuştur. tik olarak laminer akışta akış gözleme deneyleri yapılmış, eksenel simetrik dönme azalması ve türbülatör arkasındaki akış gözlenmiştir. Pervane tipli türbülatör arkasındaki eksenel ve çevresel hız dağılımları kızgın telli anemometre kullanılarak ölçülmüştür. Boru girişinde (x=0) ölçülen eksenel ve çevresel hız dağılım ları, sayısal çözüm için giriş sınır şartı olarak kullanıl mıştır. Boru boyunca ölçülen ve sayısal olarak hesaplanan hız dağılımları karşılaştırılmış, dönme sayısı ile Reynolds sayısı arasındaki ilişki araştırılmış, akış hızının ve yönü nün boru boyunca değişimi incelenmiştir. Boru girişine yerleştirilen pervane tipli türbülatörün ısı geçişine ve basınç kaybına etkilerini incelemek amacıyla ısı geçiş deney düzeneği kurulmuştur. Çeşitli Reynolds sayı larında yapılan deneylerde ortalama ve yerel ısı geçişi ince lenmiş ve dönme etkilerinin sürdüğü uzaklık araştırılmıştır. Ayrıca türbülatör, boru başlangıcından x=197.8mm uzakta yerleştirilerek, ısı geçişi ve basınç kaybı açısından her iki yerleştirme konumu karşılaştırılmıştır. VIII
Çinko-Aliminyum esaslı alaşımlardan üretilen kaymalı yatakların tribolojik özelliklerinin incelenmesi
ÖZET Değişik kimyasal bileşimlere sahip, üçlü çinko-alüminyum-bakır, dörtlü çinko-alüminyum-bakır-silisyum ve ticari ZA-27 alaşımları kokil döküm yöntemiyle Üretildi. Alaşım lardan imal edilen kaymalı yatakların aşınma davranışları, yeni bir aşınma deney düzeneği yardımıyla incelendi. incelemeler sonucunda, gerek dökülmüş gerekse ısıl işlem görmüş durumdaki çinko-alüminyum esaslı alaşımlardan imal edilen yatakların, geleneksel bir yatak malzemesi olan DİN 1705 (CuSni2) bronzundan Üretilen yataklardan daha üstün aşınma davranışı sergiledikleri gözlendi. Ayrıca, dökülmüş durumdaki çinko-alüminyum esaslı alaşımlardan imal edilen yatakların, ısıl işlem görmüş durumdaki alaşımlardan imal edilen yataklara göre daha Ustun aşınma davranışı sergiledikleri belirlendi. Nitekim, çinko-alüminyum esaslı alaşımlardan imal edilen yataklar içerisinde en yüksek aşınma dayanımı, dökülmüş durumdaki dörtlü monotektoid esaslı ZnA140Cu2Si2 alaşımından, en düşük aşınma dayanımı ise, stabilize edilmiş durumdaki bakır içeren üçlü ZnA160Cu2 alaşımından imal edilen yataklardan elde edildi. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, orta hız ve aşırı yükleme gerektiren uygulamalarda, bakır ve silisyum içeren Zn-Al esaslı monotektoid alaşımlardan imal edilen yatakların, diğer çinko-alüminyum esaslı alaşımlar ve bronzdan imal edilen yataklardan daha üstün tribolojik özelliklere sahip oldukları belirlendi. Anahtar Kelimeler: Çinko-alüminyum alaşımları, Triboloji, Kaymalı yataklar, Yatak alaşımları. IV
Rulmanlı yataklardaki aşınma ve yorulma mekanizmalarının incelenmesi
ÖZET Bu çalışmada, rulmanlı yataklardaki aşınma ve yorulma mekanizmalarını incelemek amacıyla yeni bir deney düzeneği tasarlanarak imal edildi. Söz konusu deney düzeneğinde, tek sıralı sabit bilyalı rulmanların aşınma ve yorulma davranışları farklı yük, mil hızı ve yağ debisi şartlarında incelen di. Sözü edilen rulmanların çalışma sıcaklıklarının, radyal yüke, yağ debisine ve devir sayısına göre değişimleri belirlendi. Deney rulmanları ışık (optik) ve elektron metalografisi, X-ışınları mikroanaliz yöntemleri ve mikrosertlik ölçümleriyle incelendi. Yapılan deneylerde, yağlama yağının ve rulmanların çalışma sıcaklıklarının uygulanan yük ve mil hızı ile doğru orantılı, yağ debisi ile ters orantılı olarak değiştikleri gözlendi. Yüksek hızlarda çalışan rulmanlı yataklarda, ilk hasarın kafeste meydana geldiği gözlendi. Ağır yük, yüksek mil hızı ve yetersiz yağlama gibi aşırı şartlar altında çalışan rulmanların elemanlarında bazı yapısal değişimler ile aşınma ve yorulma belirtilerine rastlanıldı. Söz konusu değişimlerin, rulman elemanlarının yüzeylerinde sert ve gev rek bir martenzit tabakası ile bunun altında yer alan aşırı menevişlenmiş martenzit bölgesinin oluşumuna neden oldukları görüldü. Söz konusu yapısal değişimlerin, metal-metal sürtünmesi ile meydana gelen aşırı ısınma ve soğumadan kaynaklandığı sonucuna varıldı. Rulmanlı yatak elemanlarının yüzeylerinde meydana gelen yapısal değişimlerin, elemanlar arasındaki sertlik dengesini bozarak, aşırı aşınmaya ve hasara yol açtığı gözlendi. Bunlardan başka, rulmanların iç bilezikleri ile yuvarlanma elemanlarının yüzeylerinin altında, kayma gerilmelerinin en büyük değere ulaştığı derinlikte, siyah dağlama bölgeleri içerisinde uzayarak yönlenmiş yapılar ile bazı kalıntıların etrafında kelebek şeklini almış dönüşüm ürünlerine rastlanıldı. Söz konusu yapısal değişimlerin gerilme etkisiyle meydana geldikleri ve çatlak oluşumuna neden oldukları sonucuna varıldı. Yapılan değerlendirme sonucunda, rulmanlı yataklarda yüzeyde ve yüzey altında meydana gelen yapısal değişimlerin aşınma ve yuvarlanma yorulması mekanizmalarını hızlandırarak, söz konusu yatakların çalışma ömürlerini önemli ölçüde kısalttıkları belirlendi. Anahtar Kelimeler: Rulmanlı yataklar, aşınma, yuvarlanma yorulması, yatak deney düzeneği. IV
Çinko-alüminyum esaslı alaşımların yorulma özelliklerinin incelenmesi
ÖZET Değişik kimyasal bileşimlerde, üç adet üçlü çinko-alüminyum-bakır, bir adet dörtlü çinko-düminyum-bakır-silisyum alaşımı kokil döküm yöntemi ile üretildi. Söz konusu alaşımların yorulma özellikleri, laboratuvarda imal edilen dönel eğmeli bir yorulma deney makinası yardımıyla incelendi. Söz konusu alaşımlar için ilk gerilme-çevrim sayısı eğrileri (Wohler diyagramı) elde edildi. Yorulma sonucunda kınlan alaşımların kırılma yüzeyleri, ışık ve taramalı elektron mikroskobu yardımıyla ayrıntılı biçimde incelendi. İncelemeler sonucunda, çinko-alüminyum esaslı alaşımların yorulma eğrilerinin birbirine çok benzediği ve mukavemet değerlerine göre sıralandığı gözlendi. Bu nedenle, alüminyum oranı arttıkça, yorulma ömrünün az da olsa arttığı görüldü, incelenen çinko- alüminyum esaslı alaşımlar içerisinde, en uzun yorulma ömrü, en yüksek mukavermet değerine sahip olan ZnA140Cu2Sil alaşımından, en kısa yorulma ömrü ise, en düşük çekme mukavemetine sahip olan ZA-27 alaşımından elde edildi. Yorulma deneyine tabi tutulan çinko-alüminyum alaşımlarının kınlma yüzeylerinin, tipik yorulma belirtilerine sahip olduğu ve söz konusu alaşımların oldukça gevrek bir kınlma davranışı sergilediği gözlendi. Aynca, çinko alüminyum esaslı alaşımların, aşın yaşlandınlmış durumdaki AlCu4Sil (Etial 220) alaşımından daha yüksek yorulma dayanımına veya daha uzun yorulma ömrüne sahip olduğu belirlendi. Ancak, piyasadan tedarik edilen CuZn20 pirincinin, söz konusu alaşımlardan çok daha üstün yorulma davranışı sergilediği gözlendi. Anahtar kelimeler : Çinko-alüminyum alaşımlan, yorulma dayanımı, yorulma ömrü, gerilme-çevrim sayısı diyagramı.
Yağ optimizasyonu yöntemiyle metal tozu üretiminin incelenmesi
Yağ Atomizasyonu Yöntemiyle Metal Tozu Üretiminin İncelenmesi Atomizasyon yöntemiyle metal tozu üretimi, toz metalürjisinde en yaygın olarak kullanılan yöntemlerden bir tanesidir. Bu çalışmada tasarım ve imalatı gerçekleştirilen atomizasyon ünitesinde, atomizasyon akışkanı olarak yağ kullanılmak suretiyle, saf kalay, alüminyum alaşımları (AA 201 1, AA 2014) ve ZnAl 27 alaşımı tozlarının üretiminde çeşitli atomizasyon parametrelerinin etkileriyle, üretilen tozların özellikleri incelenmiştir. Bulunan sonuçlar atomizasyon parametrelerinin etkilerinin genel olarak su atomizasyonuna benzemekle birlikte bazı farkhlılklar olduğunu ortaya koymuştur. Üretilen tozların tane şekli, yüzeyde oksit filmi oluşmaması nedeniyle, daha düzenli olmakta ve özellikle kalay tozlan arasında küresel taneciklere rastlanmaktadır. Atomize edilen metal veya alaşıma göre tozun tane şekli bir miktar değişmektedir. Yağ atomizasyonuyla üretilen tozlarda oksijen oranının çok düşük olduğu görülmüştür. Alüminyum alaşımı tozlarında sekonder dendrit kol aralığı ölçmelerinde, toz tane boyutuna bağlı olarak 1.8 um ile 4.95 um arasında olduğu belirlenmiştir. Buna göre yağ atomizasyonunda soğuma hızlan tane boyutuna bağlı olarak 10^-10^ °K/s arasında değişmektedir. Bulunan bu sonuçlar hızlı katılaşmanın gerçekleştiğini göstermektedir.Anahtar kelimeler: Toz metalürjisi, yağ atomizasyonu, metal tozu üretimi.
Sinüzodial kıvrımlı borularda ısı transferi ve basınç kayıp karakteristiklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, farklı genlik ve peryotlardaki sinüzoidal kıvrımlı borularda hidrodinamik olarak tam gelişmiş, termal olarak gelişmekte ve tam gelişmiş akış durumunda ısı transferi ve basınç kayıpları deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler laminer ve türbülanslı akışta, sabit yüzey sıcaklığı termal sınır şartında yapılmıştır. Reynolds sayısı, 75-23000 değerleri arasında değişmekte olup deneylerde atmosfer şartlarında hava kullanılmıştır. Deneyler sonucu ölçülen değerlerden hesaplanan Nusselt sayısı ve sürtünme faktörü değerleri Reynolds sayısının bir fonksiyonu olarak sunulmuştur. Bu büyüklüklerin korelasyonlanyla, düz boruya göre ısı transferi ve basınç kayıplanndaki değişmeler ve sinüzoidal kıvrımlı boruların etkinlikleri belirlenmiştir. Ayrıca, sinüzoidal kıvrımlı boruların performanslarını belirlemek için Entropi analizi ve deneyler sırasında meydana gelebilecek kaçınılmaz hataları belirlemek için Belirsizlik analizi yapılmıştır. Reynolds sayısının düşük değerlerinde ( laminer akış için Re< 1250 ve türbülanslı akış için Re< 7500 ) düz boruya göre ısı transferi azalmakta iken basınç kayıplarında artma görülmüştür. Yüksek Reynolds sayılarında ise, ısı transferi ve basınç kayıpları artan Reynolds sayısı ile artmaktadır. Bununla birlikte, sabit Reynolds sayısı değeri için sinüzoidal kıvrımlı borunun genliğinde ve periyodundaki artışla birlikte ısı trasferi ve basınç kayıplarında artmanın meydana geldiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Sinüzoidal kıvrımlı borular, ısı transferinin iyileştirilmesi, basınç kaybı, sabit yüzey sıcaklığı, entropi analizi, belirsizlik analizi.
Boru akışında saptırılmış yarım silindirik yüzey dizilerinin ısı transferine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, saptırılmış yarım silindirik yüzey elemanlarının boru içersine yerleştirilerek sabit cidar ısı akısı şartında ve türbülanslı akışta ısı transferine ve akışa etkileri incelenmiştir. Akış alanının belirlenmesi için akış gözleme deneyleri yapılarak ısı transferindeki iyileşmenin nedenleri açıklandı. Tanıtılan bu türbülatörün diğer türbülatörlere göre üstünlüğünün araştırılması için Termodinamiğin ikinci kanun analizi yapılarak, türbülatörün literatürdeki yeri belirlenmiştir. Tanıtılan türbülatörün pratikteki kullanılabilirliğini yerinde incelemek üzere 90/70' lik sıcak su kazanındaki uygulaması ele alınmıştır. Bu uygulamada kazanın Termodinamiğin birinci kanununa göre ve Termodinamiğin ikinci kanununa göre tanımlanan verimlerindeki iyileşmenin değerleri kazanın turbülatörsüz ve turbülatörlü olarak aynı çalışma şartlarında deneysel olarak belirlenmiş ve karşılaştırmıştır. Tanıtılan bu türbülatörlerde basınç kaybı çok az olduğundan uygulamada kullanılmaları tavsiye edilmektedir. Ancak ısı transferindeki iyileşme diğer türbülatör tiplerinin ısı transferi iyileştirme değerlerine göre düşük kalmaktadır. Anahtar Kelimeler : Saptırılmış silindirik yüzeyli türbülatör, ısı transferi, akış, ısı transferi iyileştirmesi, kazan verimi. VI
Fındık kurutma şartlarının belirlenmesi
ÖZET Gıda maddelerinin kurutularak kullanılması, günümüzde çok yaygın olarak görülmektedir. Dolayısıyla gıda maddelerinin kurutulması gıda sanayisinde oldukça geniş uygulama alanı bulmaktadır. Kurutma işlemleri pratikte çoğunlukla ilkel olarak uygulanmaktadır. Bu da ürünü çeşitli zararlı etkenlerden koruyamamakta ve her yıl çok büyük ürün kayıbına sebep olmaktadır. Teknolojik özellikleri bilinmeyen gıdaların kurutulmasında değişik zorluklarla karşılaşılmaktadır. Doğal kurutmada, gıdaların teknolojik özelliklerinin bilinmesi yeterli olmamaktadır. Çünkü doğal kurutma şartlarım gıdanın teknolojik özelliklerine göre ayarlayabilmek oldukça zordur. Bu nedenle istenilen kurutma şartlarını elde edebilmek ve kurutma esnasında gıdaya zarar verebilecek etkenleri ortadan kaldırabilmek için suni kurutma işlemini tercih etmek en iyi yoldur. Bu çalışmada, dalından toplanmış, nem oram yüksek findığın, kurutulması için kurutma şartlarının belirlenmesi ele alınmıştır. Fındığın kurumasına etki eden faktörlerin belirlenmesi ile optimum kuruma şartının elde edilmesi amaçlandı. Çalışma kapsamında, kurutma havasının sıcaklığı, nemi, hızı ve sergi kalınlığının, denge neminin ve findığın geometrik şeklinin, findığın kurutulmasmdaki etkinliği incelendi. Bu maksatla, findik kurutmada etken olan bu parametreleri inceleyebilmek amacıyla KTÜ Müh. Mim. Fak. Makina Mühendisliği Termodinamik Laboratuvannda bir deney düzeneği imal edilmiştir. Deney düzeneği, kurutma havasının şartlandırılmasında en önemli kriterler olan, havanın yaş ve kuru termometre sıcaklığı, özgül nemi ve hızının ölçümleri dikkate alınarak dizayn edildi. Çalışmalar, kurutma havasının dört farklı bağıl neminde (% 0.45-0.70 arası), beş farklı sıcaklığında ( 25-50°C arası ) ve üç farklı hızlarında ( 0.2-0.6 m/s arası) yapıldı. Yapılan deneyler sonunda, Tombul findığın ortalama olarak üç günde kurumakta olduğu tesbit edildi. Bu süre findığın başlangıç nemine bağlı olarak değişmektedir. Çalışma sonucunda tombul findığın içindeki sıcaklık dağılımı, ısı iletim katsayısı, ısı taşınım katsayısı ve sıcaklığa bağlı olarak difüzyon katsayısı belirlendi. Anahtar Kelimeler: Fındık, Kurutma, Difüzyon Katsayısı, Isı Taşınım Katsayısı, Bağıl Nem. VI
Trabzon'daki hava kirliliği ile meteorolojik koşullar arasındaki ilişkinin incelenmesi
Bu çalışmada; Trabzon kent merkezindeki hava kirliliği ile meteorolojik koşullar arasındaki ilişki istatistiksel olarak incelenmiştir. Yapılan incelemede; iki ayrı ısıtma sezonuna ait (1994-1995 ve 1995-1996) günlük ortalama SO2 ve partikül konsantrasyonu verileri ile günlük ortalama rüzgar hızı, izafi nem oranı ve sıcaklık verileri kullanılmıştır. Çalışmada; SPSS bilgisayar yazılımı kullanılmış ve ele alman değişkenlerin ikiden fazla olması nedeniyle de çoklu regresyon analizi yapılmıştır. Regresyon analizi sonuçlarına göre, bu çalışmada göz önüne alman meteorolojik koşullar, çevre havasındaki SO2 ve partikül konsantrasyonlarını çok az etkilemektedir. Bu çalışmada ayrıca, optik yöntem esaslı portatif partikül ölçüm cihaza ile, Trabzon kentinin değişik semtlerinde yapılan partikül ölçümlerine dayalı olarak, bir partikül kirlilik dağılımı çıkarılmış ve kent haritası üzerinde gösterilmiştir. Böylece, kentteki göreceli kirlilik dağılımı hakkında bir başlangıç çalışması yapılmıştır. Anahtar Kelimeler : Hava Kirliliği, Meteorolojik Koşullar, Hava Kirliliği Haritası.
Çinko-alüminyum esaslı alaşımların ve bu alaşımlardan imal edilen kaymalı yatakların tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Değişik kimyasal bileşimlerde bir dizi üçlü çinko-alüminyum-bakır, dörtlü çinko-alüminyum-bakır-silisyum ve beşli çinko-alüminyum-bakır-silisyum-antimon alaşımı kokil döküm yöntemi ile üretildi. Alaşımların içyapı ve mekanik özellikleri incelendikten sonra, kimyasal bileşim oranının bu özelliklere etkileri belirlendi. Söz konusu alaşımların tribolojik özelliklerini incelemek için yeni bir deney düzeneği imal edildi ve bu düzenek yardımıyla söz konusu alaşımların sürtünme katsayıları ile aşınma miktarlarının basınç, hız ve yağ debisi gibi parametrelere göre değişimleri belirlendi. Ayrıca, alaşımlardan imal edilen kaymalı yatakların, sürtünme davranışları bir sürtünme deney makinasında, aşınma davranışları ise, yataklar için imal edilen yeni bir aşınma deney düzeneği yardımıyla incelenerek, söz konusu yatakların Stribeck diyagramları ve aşınma eğrileri elde edildi. Bakırdan başka, metallerarası bileşik tozu katkılarının da çinko-alüminyum esaslı alaşımların mukavemet değerlerini arttırdığı görüldü. Çinko-alüminyum esaslı alaşımların, genelde geleneksel bir yatak malzemesi olan CuSnl2 bronzundan daha üstün tribolojik özelliklere sahip oldukları gözlendi. Çinko-alüminyum esaslı alaşımlardan imal edilen kaymalı yatakların çoğunun da, bronz yataklardan daha üstün tribolojik özelliklere sahip oldukları görüldü. İncelenen alaşımların sürtünme katsayılarının; malzeme özelliklerinden başka, basınç, hız ve yağ debisi gibi çalışma koşullarına da bağlı olduğu belirlendi. Basınç, hız ve radyal boşluk gibi çalışma ve tasarım parametrelerinin, bu alaşımlardan imal edilen kaymalı yatakların Stribeck diyagramlarını önemli ölçüde etkiledikleri ve yatak basıncı ile radyal boşluk arttıkça, söz konusu yatakların sürtünme katsayılarının düştükleri gözlendi. Yapılan çalışmalar sonucunda; düşük oranlarda silisyum içeren çinko-alü minyum-bakır alaşımlarından imal edilen kaymalı yatakların, pek çok uygulama da bronz yatakların yerine başarılı bir şekilde kullanılabilecekleri kanıtlandı. Anahtar Kelimeler : Çinko-Alüminyum Esaslı Alaşımlar, Kaymalı Yataklar, Triboloji, Sürtünme ve Aşınma, Stribeck Diyagramı. VI
Benzin-etanol karışımlarının benzin motorlarında yanma ve motor çevrimi üzerindeki etkilerinin teorik olarak incelenmesi
ÖZET Motor tasarımı ve motor çalışma koşullarının yanısıra, yakıtların özellikleri de motorlardaki yanma olayı ve performans parametreleri üzerinde etkilidir. Buji ateşlemeli motor yakıtları üzerine yapılan araştırma çalışmalarında amaç; yakıtın oktan düzeyini yükseltmek, motor performansını iyileştirmek ve zararlı eksoz emisyonlarını azaltmaktır. Bunlara ek olarak ham petrol kaynaklannın sınırlı olması nedeniyle araştırmacılar, son yıllarda alternatif yakıtlara ilgi duymuşlardır. Benzin motorları için en ilgi çekici alternatif yakıtlar etanol ve metanol gibi alkollerdir. Alkollerin üretimleri yenilenebilir enerji kaynaklarına dayanmaktadır ve alkoller motorlarda kullanım açısından bazı elverişli özelliklere sahiptirler. Etanol, ısıl değerinin daha yüksek olması ve buharlaşma ısısının daha düşük olması nedeniyle metanole göre daha iyi özelliklere sahiptir. Çeşitli araştırmacılar, benzine belirli oranlarda etanol katılmasının motor tasarımında herhangi bir değişikliği gerektirmediğini vurgulamaktadırlar. Bu çalışmada, çeşitli benzin - etanol kanşımlarının buji ateşlemeli motorlardaki yanma olayı ve motor çevrimi karakteristikleri üzerindeki etkilerinin teorik olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, termodinamiğin birinci kanununa dayanan ve sanki-boyutlu bir matematik yanma modelini içeren bir buji ateşlemeli motor çevrim modeli geliştirilmiştir. Sunulan matematik çevrim modelinde, emme ve eksoz işlemleri basit bir yöntemle hesaplanmıştır. Benzin, etanol ve çeşitli benzin - etanol kanşımlanrün yakıt olarak kullanıldığı tek silindirli bir deney motoru ve dört silindirli bir otomobil benzin motorunun yanma ve çevrim parametreleri teorik olarak incelenmiştir. Belirli oranlarda etanol içeren benzin - etanol kanşımlannın motor performansım iyileştirdiği belirlenmiştir. Her iki motor için de en iyi motor performansı hacimsal olarak %25 etanol içeren kanşımla elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Benzin Motorları, Buji Ateşlemeli Motorlar, Alternatif Yakıtlar, Küresel Alev Yayılması, Yanma Modellemesi, Buji Ateşlemeli Motor Çevrimlerinin Modellenmesi, Benzin Motorlan Çevrimlerinin Modellenmesi, Benzin - Etanol Kanşımlan. VI
Kesit alanı periyodik olarak değişen borularda akış ve ısı transferi probleminin kontrol hacimi yöntemi ile çözümü
ÖZET Bu tez çalışmasında, akış kesit alanı periyodik olarak değişen borulardaki laminer akış ve ısı transferi problemi, kontrol hacmi yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Bunun için eksenel simetrik boru akışlarınki hız ve sıcaklık alanını çözen FORTRAN dilinde yazılmış bir bilgisayar programı, laminer tam gelişmiş periyodik akış problemini çözecek şekilde geliştirilmiştir. Çalışmalar, yüzeyde sabit ısı akısı için, periyodik engellerin duvara bitişik ve ayrık olması durumlarında yapılmıştır. Çözümler, bitişik durumda periyot uzunluğu, ayrık durumda ise engelin duvardan olan mesafesi parametre seçilerek elde edilmiş ve bitişik durum için literatürden gelen verilerle karşılaştırılma yapılmıştır. Bu tez çalışmasından elde edilen sayısal sonuçların literatürden gelen verilerle genellikle uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Bazı durumlar için görülen farklılıkların yapılan farklı kabullerden kaynaklandığı irdelenmiştir. Periyodik engellerin duvara bitişik olması durumu için, en küçük periyot uzunluğunda yüksek sürtünme faktörü ve düşük Nusselt sayısı elde edilmiştir. Artan perryod uzunluğu ile /Re ve Nusseft sayısı sırasıyla boş boru için sabit değerler olan 64 ve 4.364 değerlerine yaklaştığı görülmüştür Ayrık durum için ise, periyodik engeli boru eksenine yaklaştırdıkça ısı transferinde bir iyileşme, sürtünme faktöründe ise bitişik duruma göre bir artış olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler : Periyodik akış, laminer akış, pertyodik sınır koşullan, periyodik engeller.
Küt cisimler aerodinamiği ve vorteks-shedding olayının deneysel incelemesi
ÖZET Küt cisimler etrafındaki akım parametreleri son derece karmaşık olup, bu konuda birçok çalışma yapılmasına rağmen çok az şey bilinmektedir. Enerji korunumunun önemi nedeniyle, son zamanlarda küt cisim akışları konusu üzerinde önemle durulmaktadır. Büyük yapılar, rüzgar kaynaklı büyük genlikli titreşimlerden sakınılacak şekilde dizayn edilmiş olmalıdır. Küt cisimler ve yapılar etrafındaki rüzgar akımı, bu cisimler etrafında bir basınç dağılımı meydana getirmektedir. Bu basınçlar, cisme zarar verebilen veya rahatsız edici bir şekilde titreştirebilen kuvvetler üretecek şekilde, cismin yüzeyi boyunca rol oynamaktadırlar. Mühendisler 19. yy süresince dizaynlarında rüzgarın etkisini hesaba katmaya başlamışlardır. Küt cisim etrafındaki akım parametreleri, türbülans şiddeti ve vorteks kopmaları sistemde dinamik zorlamalar meydana getirir. Vorteks kopması, dairesel veya dikdörtgen kesitli küt cisimler ile yüksek hücum açılarında kanat veya plakalar etrafında meydana gelen önemli bir olaydır. Vorteks kopması vasıtasıyla üretilen çalkantılı kuvvetler, doğal frekanslarında yapılarda titreşimlere sebep olabilmektedir. Bu bakımdan vorteks kopmasının araştırılması, aerodinamik kuvvetler, yapısal titreşim ve türbülans karışımı açısından son derece önemlidir. Bu çalışmada, Reynolds sayısının 1x1 04 ile 1.5x1 05 aralığında (kritik altı akım), yüzeyden ayrılma noktasının yerinin Reynolds sayısı ile değiştiği dairesel kesitli silindir ile yüzeyden ayrılma noktasının yerinin hemen hemen sabit olduğu en/boy oranı 0.5^w/hi2 olan dikdörtgen kesitli silindirler etrafında akım parametreleri ve basınç dağılımı deneysel olarak incelenmiştir. Bundan başka, özellikle türbülans kararsızlığı (instability) olayına etkili parametrelerin belirlenmesi için dairesel kesitli silindirin ve değişik hücum açılarında dikdörtgen kesitli silindirlerin arkalarındaki iz (wake) bölgelerinde spektral ölçümler yapılmıştır. Bu ölçümler neticesinde, iz bölgesinin değişik x,y konumlarında spektral yoğunluk, güç spektrum, otokorelasyon ve kroskorelasyon dağılımları elde edilmiştir. Vorteks-kopması (vortex- shedding) olayının hangi konumlarda meydana geldiği, model cinsine ve akım şartlarına bağlı olarak tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Küt Cisim, Vorteks kopması, Küt Cisim Aerodinamiği, îz Bölgesi, îz Akışı, Yüzeyden Ayrılma
Sıcak daldırma yöntemiyle çeliğin çinko ve çinko alüminyum alaşımı ile kaplanması
Bu çalışmada, TS Fe 37 standardına uygun çelik parçalar sıcak daldırma yöntemiyle saf çinko ile ZnA15 ve ZnA125 alaşımlarıyla kaplanarak, banyo sıcaklığı ve daldırma süresinin kaplama kalınlığına, kaplama tabakasının yapısına ve yapışma kalitesine etkileri incelendi. Ayrıca, söz konusu metal ve alaşımlarla kaplanan numunelerle, hiç kaplanmamış numunelerin nitrik asit çözeltisi içerisindeki gerilmeli korozyon dirençleri incelenerek bulunan sonuçlar karşılaştırıldı. Çinko ve ZnA15 alaşımı ile yapılan kaplamalarda, daldırma süresi arttıkça kaplama kalınlığının çok az miktarda arttığı ve banyo sıcaklığının artması durumunda da kaplama kalınlığının çok az miktarda azaldığı görüldü. Ayrıca, ZnA125 alaşımı ile yapılan kaplamalarda ise uzun daldırma sürelerinde ve yüksek banyo sıcaklıklarında kaplama kalınlığının aşın şekilde arttığı gözlendi. Öte yandan, yüksek banyo sıcaklıklarında yapılan kaplamaların mat görünümlü olduğu görüldü. Özellikle ZnA125 alaşımı ile yapılan kaplamalarda banyo sıcaklığı ve daldırma suresinin belirli bir seviyeyi aşması durumunda kaplama tabakasında mikro çatlakların oluştuğu veya kaplama tabakasının ana metalin yüzeyinden ayrıldığı belirlendi. Ayrıca, sıcak daldırma ile yapılan kaplamaların nitrik asit çözeltisi içerisindeki çelik parçaların gerilmeli korozyon direncini artırdığı belirlendi. Öte yandan, ZnA15 alaşımı ile kaplanan numunelerin, Zn ve ZnA125 alaşımı ile kaplanan numunelerden daha üstün gerilmeli korozyon direncine sahip oldukları görüldü. Anahtar Kelimeler: Sıcak Daldırma ile Kaplama, Kaplama Kalınlığı, Kaplama Kalitesi ve Gerilmeli Korozyon
AA 2014 matrisli-B4C parçacık takviyeli kompozit üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
ÖZET Bu çalışmada matris malzemesi olarak AA 2014 alüminyum alaşımı, parçacık olarak da bor karbür (B4C) kullanılarak sıvı ortamda
Komşu duvarları farklı sıcaklıkta tutulan dikdörtgensel kapalı ortamlarda doğal taşınım
ÖZET Bu çalışmada, iki boyutlu dikdörtgensel kapalı ortamlardaki laminer doğal taşınım sayısal olarak çalışılmıştır. Akım fonksiyonu-girdap formülasyonu ve Boussinesq yaklaşımı ile elde edilen temel denklemler sonlu fark yöntemleriyle çözülmüştür. Çözümlemede iki durum ele alınmıştır: Daimi ve daimi olmayan doğal taşınım. Daimi doğal taşınım durumu için, Rayleigh sayısı, Prandtl sayısı ve kapalı ortamın boyut oranının akış alanı ve enerji geçişi üzerindeki etkileri bir yan duvarı ısıtılmış, üst duvarı soğutulmuş ve diğer duvarları adyabatik olan bir kapalı ortam için ayrıntılı olarak olarak araştırılmıştır. Hesaplamalar Rayleigh sayısının l02-101 değerleri, Prandtl sayısının 0.01-100 değerleri ve boyut oranının 0.25-4 değerleri için yapılmıştır. Rayleigh sayısının artan değeriyle akış için üç farklı rejim tanımlaması yapılmıştır: İletim, geçiş ve sınır tabaka rejimleri. Akış üzerindeki taşınım etkilerini göstermek için analitik olarak iletim çözümü elde edilmiştir. Prandtl sayısı etkisiyle ilgili bulguları desteklemek için bir skala analizi yapılmıştır. Komşu duvarları farklı sıcaklıklarda tutulan kapalı bir ortam için 0° ve 360° arasındaki eğim açılarında, eğim açısının etkisi araştırılmıştır. En yüksek ve en düşük ısı geçişinin gerçekleştiği açı değerleri belirlenmiştir. Daimi olmayan doğal taşınım durumu için, başlangıçta durgun ve eşsıcaklıklı bir akışkan içeren bir kapalı ortam, bir yan duvarından aniden ısıtılırken üst duvarından aniden soğutulmuş ve bu adım değişikliğinden sonra akış ve sıcaklık alanlarının gelişimi incelenmiştir. Bu çalışmada geliştirilen bilgisayar yazılımını test etmek ve doğruluğunu onaylamak için düşey duvarları farklı sıcaklıkta tutulan karesel bir kapalı ortam gibi farklı konfigürasyonlar ele alınmış ve elde edilen sonuçların literatürde mevcut sonuçlarla karşılatırılması çok iyi bir uyum göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Kapalı ortam akışları, doğal taşınım, daimi ve daimi olmayan ısı geçişi, sayısal benzeşim.
Alüminyum 2024 T351 malzemenin delik delme işleminde kesme parametrelerinin kesme kuvveti ölçümü ile optimizasyonu
Talaşlı imalat oldukça yaygın bir üretim yöntemidir. Ayrıca delik delme operasyonları da tüm talaşlı imalat proseslerinin %33'ünü ve tüm talaş kaldırma proseslerinde harcanan enerjinin %25'ini oluşturmaktadır. Delik delmenin imalat sektörü içerisindeki yaygınlığı göz önünde bulundurulduğunda, delik delinen proseslerde takım aşınmasını, harcanan enerjiyi ve süreyi minimize ederek maliyeti düşürmek amaçlanır. Bu da delik delmeye etki eden parametrelerin optimizasyonu ile mümkündür. Bu çalışma kapsamında havacılık ve uzay endüstrisinde oldukça fazla tercih edilen dolayısıyla binlerce delik delme işlemine tabi tutulan Al 2024 T351 alaşımı kullanılarak delik delme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneylerden elde edilen kesme kuvveti değerlerine göre kesme parametrelerinin optimum seviyeleri tespit edilmiştir. Kesme parametreleri olarak, kesme hızı (50, 70, 90 ve 110 m/dk) ve diş başı ilerleme miktarı (0,06/0,08/0,1 ve 0,12 mm/diş) ele alınmıştır. Deneyler Taguchi L16(4^2) deney tasarımına göre 8 mm çaplı üç takım türü (HSS, HSSE-Co5, HSSE-Co5 TiAlN kaplamalı) için ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Deneylerin gerçekleştirilip kuvvetlerin elde edilmesinde; FANUC kontrol paneline sahip Taksan TMC-700 V CNC dik işleme tezgâhı, ESİT AX3 yük hücresi, NI cDAQ-9188 veri toplama ünitesinin NI 9237 modülü ve FlexLogger yazılımı kullanılmıştır. Deneylerde elde edilen tüm kuvvet verilerine, Excel yazılımında üstel düzeltme veri çözümleme metodu uygulanarak sinyal gürültülerinin neden olduğu anlam ifade etmeyen veriler azaltılmaya çalışılmıştır. Her bir delik için işleme yönündeki (z ekseni) maksimum kuvvetler tespit edilmiştir. Tespit edilen bu maksimum kesme kuvvetleri kullanılarak Minitab 19 yazılımı yardımıyla Taguchi optimizasyonları, varyans analizleri (ANOVA) ve regresyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca maksimum kesme kuvveti ve işlem süresini birlikte minimize eden kesme parametrelerinin çoklu yanıt optimizasyonları (yanıt yüzey metodu) da gerçekleştirilmiştir. Üç takım türü için de maksimum kesme kuvvetleri açısından parametrelerin optimum seviyeleri; kesme hızı için 50 m/dk olarak, diş başı ilerleme miktarı için ise 0,06 mm/diş olarak Taguchi optimizasyonu ile tespit edilmiştir. Üç takım türünde de kesme kuvveti üzerinde en etkili kesme parametresinin diş başı ilerleme miktarı olduğu sonucuna varyans analizi yardımıyla varılmıştır. Regresyon analizleri neticesinde maksimum kesme kuvveti ile kesme parametreleri arasındaki ilişkiyi tanımlayan matematiksel modeller elde edilmiştir. Maksimum kesme kuvveti ve işlem süresini birlikte minimize eden kesme parametrelerinin optimum seviyeleri, kesme hızı için 110 m/dk olarak diş başı ilerleme miktarı için ise 0,06 mm/diş olarak çoklu yanıt optimizasyonu ile tespit edilmiştir.