5
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Sıvı basıncı ile sac şekillendirme(hidroform) için kalıp tasarımı
Sac metal parçalar günlük hayatın her alanında yaygın kullanılmaktadır. Bu parçaları şekillendirmek için pek çok yöntem geliştirilmiş olup her birinin diğerlerine göre üstün ve zayıf yönleri bulunmaktadır. Sıvı basıncı ile şekillendirme (hidroform) bu yöntemlerden, ekipman yatırım bedelinin düşüklüğü ve parçaların hızlı bir şekilde alınabilmesiyle öne çıkmaktadır. Günümüzde çoğunlukla havacılık ve otomotiv sektörlerinde düşük adetli üretimlerde, tasarım doğrulama veya prototip üretim ihtiyaçlarında kullanılmaktadır. Bu çalışmada hidroform prosesinde şekillendirme yapmak için kullanılan kalıp / ekipmanların tasarımında dikkat edilmesi gereken proses sırasında yaşanılabilecek problemler ve kalıp tasarımı kaynaklı tezgahta yaşanabilecek problemlere karşın tasarım iyileştirmeleri de sunulmuştur. Tasarım işçiliğini otomatik olarak hatasız ve hızlıca yaptırmak için, Catia / Powercopy eklentisinde uygulama yapılmıştır.
Biyomimetik tasarım metodolojisi ile termoregülatif yapı kabuğu birimi tasarımı
Yaşamını sürdürebilmesi için vücut ısısının sağlıklı bir aralıkta olması insanoğlunun ilk ihtiyaçlarından birisidir. Bu ihtiyacın barınma ile karşılanmasında ise termal konfor kavramı ortaya çıkmaktadır. Termal konforun sağlanabilmesi için kullanılan enerji kaynaklarından doğal gaz, kömür, petrol ve bunlara alternatif olarak yönelinen elektrik enerjisi ise sınırlı rezerve sahip olma, ulaşılabilirlik, mevcut talebe cevap verememe, dağıtım sorunu ve sera gazı salınımı sebebiyle küresel ısınmaya sebep olma gibi birtakım dezavantajları da beraberinde getirmektedir. Bu noktada doğadaki canlıların temel enerji kaynağı olan güneş enerjisi, yenilenebilir ve temiz oluşuyla yapılarda termal konfor ihtiyacının karşılanmasında diğer enerji kaynaklarına en iyi alternatiftir. Bu çalışmada, doğada ekstrem sıcaklık koşullarında yaşayan canlıların vücut ve yuva sıcaklıklarını optimum aralıkta tutabilmeleri için sahip oldukları morfolojik özellikler ve uyumlanma davranışları biyomimetik tasarım metodolojisi ile incelenerek, benzer uyumlanmanın yapılara uygulanması ile güneş enerjisinin termal ihtiyaçların karşılanmasında kullanımı amaçlanmıştır. Enerjinin etkin kullanımı ile maksimum verimin sağlanması için doğadaki canlıların mevcut ortam şartlarına uyumlanma becerileri referans alındığında, farklı mevsimlere geçişte benzer uyumlanmanın yapılara uygulanabilmesi için dinamizmin gerekli olduğu görülmüştür. Dinamizm ise morfolojik yapıların akıllı malzemeler ile bir araya getirilmesiyle elde edilen kinetik yapı kabuğu tasarım önerileriyle sağlanmıştır. Mevcut yapı kabuğu tasarımlarında olduğu gibi spesifik bir iklime özel tasarlanan yapı kabuklarına sentezleyici bir yaklaşım ile yenilik getirilmiş ve gerçekleştirilen üç farklı kinetik yapı kabuğu tasarımı önerisi ile hem soğuk hem de sıcak iklime uyumlanabilen tasarım önerileri sunulmuştur. Tasarımı yapılan kinetik yapı kabuğu birimleri arasında termal konfor sağlama performansının karşılaştırılabilmesi için ise ANSYS Workbench analiz programı ile CFD analiz (Computational Fluid Dynamics - Hesaplamaları Akışkanlar Dinamiği) kullanılarak solar termal analiz gerçekleştirilmiş ve sıcak ve soğuk iklim şartlarında en iyi performansı gösteren yapı kabuğu birim tasarımları belirlenmiştir.
Havalimanı yolcu köprülerinde kullanılan uçak temas körüklerinin geliştirilmesi
Yolcu biniş köprülerinin terminale yanaşan uçağa göre uçak füzelaj yüzeyine uyarak, yolcuların güvenli ve konforlu şekilde dış ortamdan etkilenmeden uçağa giriş ve çıkışlarını sağlayan yapıya yolcu biniş köprüsü uçak temas körüğü denir. Uçak temas körüğünün, kambur oluşturmadan yumuşak bir geçiş sağlamak, zemin seviyesini yaklaşılan uçağa göre otomatik ayarlamak ve sızdırmazlığa yardımcı olmak gibi önem arz eden özellikleri vardır. Piyasada mevcut ihtiyacı karşılayacak, esnek, kullanıcı odaklı, estetik, yenilikçi ve milli bir yolcu biniş köprüsü uçak temas körüğü bulunmamaktadır. Pahl ve Beitz'in Sistematik Tasarım Yaklaşımı kullanılarak sistematik bir tasarım işlemi yürütülmüştür. İşlem; problem tanımlama, formüle etme (fonksiyon şeması), seçenekler oluşturma ve seçim şeklinde ilerlemiştir. Yeni tasarımın düşük maliyetli, dayanıklı ve duyarlı olması hedeflenmiştir. Bununla birlikte yeni uçak temas körüğünün, diğer çeşitlerinin avantajlarına sahip ve dezavantajlardan arınmış olmasına özen gösterilmiştir. Kavramsal tasarım aşaması yürütülürken, maliyeti düşürecek yeni bir tasarım çözümü bulunmuştur. Şekillendirme tasarımı aşamasında, parçalar netlik, basitlik ve emniyet kuralları açısından gözden geçirilerek yapılandırılmıştır. Parçaların ve montajın modellenmesi, optimizasyonu, mekanik analizi ve kinematik analizi için CAD programları kullanılmıştır.
Tasarım kavramı ve tasarım değerlemesi
Tasarım değerleme kavramı, tasarımın girmiş olduğu her alanda, söz konusu tasarıma ait bir maddi değer belirlenmesine olanak sağlamaktadır. Dünyada yeni yeni yaygınlaşmaya başlamış ve her geçen gün önemi artmaktadır. Genel olarak fikri mülkiyet değerleme ana başlığı altında işlendiği kaynaklarda yer almaktadır. Tasarım değerleme, ürünlerin dış görünüşlerinde yer alan şekil, desen, çizgi ve renk gibi özelliklerin nasıl bir değer yarattığı ile ilgilenmektedir. Hazırlanan değerleme raporunda kullanılan yöntem, veriler ve değerlemenin sonucu detaylı bir şekilde işlenir. Üç temel değerleme yöntemi mevcuttur: maliyet tabanlı değerleme yöntemi, pazar tabanlı değerleme yöntemi, gelir tabanlı değerleme yöntemi. Bu ana başlıklar altında alt yöntemler de bulunmaktadır. Her yöntemin avantaj ve dezavantajları bulunur. Hangi yöntemin uygulanarak değerlemenin yapılacağına mevcut veriler göz önünde bulundurularak karar verilmekte ve bu veriler tasarımın değerini etkilediğinden farklı yöntemler farklı sonuçlar verebilmektedir. Bu yöntemler arasında en çok tercih edilen yöntem gelir tabanlı değerleme yöntemi olup, gelir tabanlı değerleme yönteminde kullanılan tüm veriler açıklanırken gelecek riskler de göz önünde bulundurulur. Bu çalışmada, tasarım değerlemesi, değerleme yöntemleri incelenmiş; değerleme raporunun nasıl olabileceğinden bahsedilmiş, örnek değerleme raporu oluşturulmuştur. Gelecek yapılacak çalışmalar ve tasarım değerleme işlemleri için bir örnek olması amaçlanmıştır.
Biyomimetik tabanlı uçak kanadı tasarımı
Gökyüzünde uçan tüm canlıların ve nesnelerin aerodinamik performansı en çok kanat şeklinden etkilenmektedir. Bu nedenle, tasarım yapılırken en kritik aşama aerodinamik verimliliği yüksek bir kanat tasarlamaktır. Bu süreçte oluşturulan tasarımların yüksek kaldırma kuvvetine, düşük rüzgâr direncine ve dengeli bir uçuşa sahip olmaları amaçlanmaktadır. Tez çalışması kapsamında, amaçlanan tasarıma ulaşabilmek için Biyomimetik bilim dalından faydalanılmış ve doğada aerodinamik performansı en yüksek olan kuş türlerine benzetilerek yeni kanat tasarımları oluşturulmuştur. Tasarımlar oluşturulurken aerodinamik ve yapısal analizlerde kıyaslama yapılabilmesi için kanat geometrisinde, kullanılan malzemede ve seçilen kanat kesitinde Cessna 172 uçak kanadı referans alınmıştır. İki boyutlu kanat kesiti seçimi için literatür araştırması sonucunda en çok tercih edilen kesitler ile Cessna 172 uçağının kanat kesiti olan NACA2412 akış analizinde karşılaştırılmıştır. XFLR5 programında yapılan akış testinde 106 Reynold değerindeki ve 0°-20° hücum açısı aralığındaki kanat kesitlerinin aerodinamik performansları incelenmiştir. Bu incelemeye göre NACA2412 kesitinin aerodinamik verimi diğer kesitlere göre daha yüksek çıkmıştır. Üç boyutlu akış analizinde ise Biyomimetik kanat tasarımları ile Cessna 172 uçağının kanadı, XFLR5 programında -8° ve 8° hücum açısı aralığında 63 ms-1 seyir hızında incelenmiştir. Albatrosa benzetilerek oluşturulan kanat tasarımının aerodinamik veriminin diğer tasarımlara göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Akış analizleri sonucunda albatros kanat tasarımı, Cessna 172 uçak kanadı tasarımına göre kaldırma katsayısında %6,26, sürükleme katsayısında %15,73, süzülme oranında %15,16 iyileşme sağlamıştır. Ayrıca kanat ucunda oluşan girdaplı hava akışında da iyileşme olduğu gözlemlenmiştir. Yapısal analiz için Ansys programında Albatrosa benzetilen kanat ve Cessna 172 uçağının kanadının tekrar analizleri gerçekleştirilmiştir. Akış analizi sonuçlarında elde edilen basınç değerleri, yapısal analizde kanat üzerinde yük dağılımı olarak kullanılmıştır. Aynı malzeme kullanılarak oluşturulan tasarımlarda, albatrostan esinlenerek oluşturulan kanadın ağırlığının halihazırda kullanımda olan Cessna 172 uçağının kanat ağırlığına göre %34,156 daha az olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca albatros kanat tasarımının kanat ucunda oluşan deformasyonun da Cessna 172 uçağında oluşan deformasyona göre %50,902 daha az olduğu görülmüştür.