24
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Metalik biyomalzemelerin edm yöntemiyle işlenebilirliklerinin sınıflandırılması
Bu çalışmada, Ti6Al4V ve Rex734 metalik biyomalzemeler, elektro erozyonla işleme (EEİ) yöntemiyle işlenmiştir. Deneylerde vurum ara süresi (10µs), dielektrik sıvı sirkülasyon basıncı (5 Bar) ve aralık voltajı (100V) faktörleri sabit tutulurken; vurum süresi (2-8µs) ve akım (8-32A) parametreleri değişken olarak kullanılmıştır. Deneyler sonrasında, EEİ yöntemi ile işlenmiş yüzeyler taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve 3B yüzey topografya cihazı yardımıyla incelenmiştir. Numune yüzeylerinden EDS analizleri alınmış, yüzey çatlak yoğunluğu (YÇY), artık tabaka kalınlığı (ATK), talaş kaldırma oranı (TKO) ve ortalama yüzey pürüzlülüğü (Ra) değerleri ölçülmüştür. İşleme parametreleri ile ölçülen değerler arasındaki ilişkiler, lineer regresyon yöntemi ile belirlenmiş ve faktörlerin istatistiksel etkileri varyans analizi (ANOVA) yardımı ile tespit edilmiştir. Çalışmada ayrıca, malzeme sınıflandırması yapan bir destek vektör makine (SVM) modeli geliştirilmiştir. Sonuç olarak; akım ve vurum süresinin artmasıyla, her iki malzeme için de YÇY değerinin azaldığı, TKO, ATK ve Ra değerlerinin ise arttığı tespit edilmiştir. Lineer denklemlerin, çıktıları yüksek oranda tahmin ettikleri görülmüştür.
AA-2024 alüminyum alaşımlı malzemenin sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kullanılarak AL-B4C ile kaplanması
Son yıllarda enerjinin tasarruflu kullanılması açısından üretilen araç ve sistemlerin hafif ve mukavemetli olması istemektedir. Özellikle uzay, havacılık ve otomotiv teknolojilerinde yoğun bir şekilde kullanılan AA-2024 alüminyum alaşımının yüzeyinin iyileştirilmesi ile ilgi birçok kaplama ve koruma tekniği kullanılmıştır. Bu çalışmada, alt tabaka malzemesi olarak yüksek ve kriyojenik sıcaklıklarda mükemmel bir mukavemet ve hasar toleransı kombinasyonu sağlayan AA-2024 alüminyum alaşımının yüzeyi sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kullanılarak Al, B4C tozları ile kaplanmıştır. Uygulanan kaplama yönteminde kaplama tabakasında B4C hacim oranın ve presleme basıncının mikroyapı, makro sertlik ve aşınma direnci üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan incelemelerde kaplama tabakası ve enine kesit mikroyapısı OM ve SEM görüntüleri XRD ve EDS analizleri alınmıştır. Ayrıca, kaplama tabakasının yüzeyi makro sertlik ve lineer ileri geri aşınma testlerine tabi tutulmuştur. Yapılan çalışma sonucunda, AA-2024 alüminyum alaşımının sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kaplanmasında OM ve SEM görüntülerinde Al ve B4C tozlarının homojen karıştığı ve iyi bir bağ kurudukları görülmüştür. Kaplama tabakası ile alt tabakanın birbirine bağlandığı görülmüştür. Al-B4C kaplama tabakasında B4C hacim oranın artması ile kaplama yüzeyinde makro sertliğin arttığı ve aşınma kütle kaybının azaldığı tespit edilmiştir. Kaplama işleminde kullanılan presleme basıncının artması ile de mikro yapıda tozlar arasındaki mikro boşlukların azaltığı ve küçüldüğü görülmüş ve makro sertliğin arttığı ve aşınma kütle kayıplarının azaldığı tespit edilmiştir. Ayrıca, alt tabaka malzemelerinin sıcak preslemeli sinterleme yöntemi ile kaplanması kaplama tabakasının istenilen kalınlıkta üretilmesine imkân sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Toz Metalürjisi, Sıcak Preslemeli Sinterleme, Kaplama, Sertlik, Aşınma
Açılı derin çekme kalıplarında dikdörtgen kesitli kapların çekilebilirliğinin araştırılması
Derin çekme metodu imalat sanayisinin olmazsa olmaz sac şekillendirme metotlarından biridir. Mukavemet özellikleri yüksek olan plakaların şekillendirilebilirliği önem arz etmektedir. Bu yüzden günümüzde sac plakaların şekillendirilebilirliği çalışmaları hız kazanmıştır. Şekillendirilebilirlikte matrisin formu ve geometrik şekli, sac malzemesinin mekanik özellikleri, sacın ilkel boyutları, geometrik şekli ve büyüklüğü, matris-malzeme-pot çemberi arasındaki sürtünme ve yağlama şartları, pot çemberi kuvveti ve çekme boşluğu gibi parametreler limit çekme oranını direkt olarak etkilemektedir. Bunun için derin çekme işleminin başarılı olmasında uygun işlem parametrelerinin doğru seçilmesi önemlidir. Bu çalışmada, dikdörtgen kesitli kapların derin çekme kalıplarında matris üst yüzeyine ve pot çemberinin ise alt yüzeyine açılar verilerek üretilmelerinde, matris geometrisinin, limit çekme oranı, stampa kuvveti, kabın kesit cidar değişimleri ve sertlik dağılımı üzerinde olan etkileri tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, matris üst yüzeyine/pot çemberi alt yüzeyine 0°, 3°, 6° ve 9°'lik açılar verilmiştir. Deneyler sabit 1800 daN pot çemberi kuvvetinde ve sabit 4 mm/s stampa hızında yapılmıştır. Deney uygulamalarında, matris/stampa arası boşluk 1.2 mm, stampa uç ve kenar radyüsleri ile matris boğaz yarıçapları 8 mm sabit alınmıştır. Deneysel çalışmalarında kalınlığı 0.9 mm olan St37 çeliği kullanılmıştır. Deney çalışmaları esnasında stampa kuvvetleri, radyal yönde zımba eksenine dik konumda yerleştirilen bir kuvvet ölçme dinamometresi aracılığı ile 10-1 saniye aralıklarla kaydedilmiştir. Cidar kesit değişimleri LH-600E modeli MİTUTOYO marka doğrusal ölçüm temaslı hassas uçlu doğrusal ölçüm mihengiri cihazı ile 0.001 hassasiyetinde ölçülmüştür. Mikrosertlik ölçümleri PROCEQ marka sertlik ölçüm cihazı ile hassas bir şekilde ölçülmüştür. Sonuç olarak matris üst yüzeyine/pot çemberi alt yüzeyine açılar verilerek limit çekme oranının artırılabildiği ve maksimum limit çekme oranı α=9º'de β=2,31 olarak elde edilmiştir. Kaplardaki en büyük ve en küçük kesit incelmeleri 0.910 mm ve 0.371 mm tespit edilmiştir. Maksimum ve minimum mikro sertlik değeri 61.4 HRC, 43.8 HRC ve ortalama sertlik değeri ise 53.1 HRC olarak ölçülmüştür. Anahtar Kelimeler: Açılı Derin Çekme, Limit Çekme Oranı, Dikdörtgen Kesitli Kaplar
Sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kullanılarak Cu-TiB2 kompozit ile kaplanmış elektrik kontak malzemesinin yüzey özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada Cu alt tabaka malzemesi sıcak preslemeli sinterleme yöntemi kullanılarak Cu-TiB2 tozlarıyla kaplanmıştır. Uygulanan kaplama yönteminde kaplama tabakasını oluşturan kompozit malzemelerin takviye oranı ve sinterleme sıcaklığının etkilerine bağlı olarak mekanik ve mikroyapı özellikleri araştırılmıştır. Kaplama işleminde Cu matris tozları içerisine hacimsel olarak %0, %5, %12,5, %20 ve %25 oranlarında TiB2 tozu ilave edilerek 3D mekanik karıştırıcı ile karıştırılmıştır. Karıştırma işleminde karıştırma hızı 350 rpm, karıştırma süresi 25 dakika ve bilye/toz oranı 15:1 olarak belirlenmiştir. Farklı oranlarda karıştırılan tozlar Ar (argon) gazı atmosferinde çelik bir kalıp içerisinde 900, 950 ve 1050 °C ' de sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sinterleme sonrası üretilen numuneler Ar atmosferinde 110 MPa basınç altında tek yönlü olarak sıkıştırılmıştır. Üretim parametrelerinin numunelerin fiziksel ve mekanik özellikler üzerine etkilerini belirlemek amacıyla kaplama tabakası ve enine kesit mikroyapısı OM ve SEM görüntüleri, XRD ve EDS analizleri alınmıştır. Ayrıca, kaplama tabakası makro sertlik ve lineer ileri geri aşınma testlerine tabi tutulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre Cu altlık malzemesi sıcak preslemeli sinterleme yöntemi ile kaplandığında, Cu ve TiB2 tozlarının homojen bir şekilde karıştığı, OM ve SEM görüntülerinde iyi bir bağ oluşturduğu görülmüştür. Cu-TiB2 kaplama tabakasında TiB2 hacim oranı arttıkça kaplama yüzeyinin makro sertliğinin arttığı ve aşınma kaybının azaldığı tespit edilmiştir. Kaplama işleminde kullanılan sinterleme sıcaklığının artmasıyla, numunelerin mikro yapılarında tozlar arasındaki boşlukların azaldığı ve küçüldüğü, bunun da makro sertlikte bir artışa ve aşınma kütle kaybında bir azalmaya yol açtığı tespit edilmiştir.
Östenitik paslanmaz çelik sacların kare kap derin çekilmesinde kalıp geometrisi ve işlem parametrelerinin şekillendirilebilirliliğe etkisinin araştırılması
Bu çalışmada endüstride özellikle havacılık ve otomotiv sektöründe sıklıkla kullanılan östenitik paslanmaz çelik malzemelerin kare kap olarak derin çekme işleminde etkiyen parametrelerin şekillendirilebilirliliğe olan etkileri araştırılmıştır. Kare kesitli kapların derin çekme işleminde ilkel parçanın işlenmesi sonrasında kapların yüzeylerinde yırtılmaya ve cidar bölgesinde incelmeye sıklıkla karşılaşılmaktadır. Derin çekme işleminde baskı plakası kuvveti, baskı plakası boşluğu, yağlama, çekme kuvveti, matris-baskı plakası açısı, çekme hızı, matris-zımba radyüsleri gibi şekillendirilebilirliliğe büyük etkileri olan parametreler bulunmaktadır. Bu parametrelerin içerisinden matris-baskı plakası açısı 0⁰ , 5⁰ , 10⁰ ve 15⁰ olmak üzere 4 farklı açı değeri kullanılmıştır. Matris-zımba radyüsü 4 mm, 6 mm ve 8 mm olmak üzere 3 farklı radyüs değeri ve baskı plakası kuvveti5500 N, 7950 N, 10400 N olmak üzere 3 farklı değerlerde kullanılarak şekillendirilebilirliğe olan etkisi araştırılmıştır. Kare kesitli kapların şekillendirilmesi sırasında kap üzerinde oluşan deformasyonların etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Aynı zamanda bu parametreler sonlu elemanlar metodu ile analiz edilip deneylerde elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Yapılan deneysel ve sayısal çalışmalar sonucunda kullanılan parametrelerin şekillendirilebilirliğe olumlu etkileri olmuştur. Parametre değerlerinin artması ile numunelerde deformasyonlar azalmıştır. Bütün deneysel çalışmalar sonucunda şekillendirilebilirliğe etki eden ideal parametreler; matris-baskı plakası açısı için 15⁰, matris-zımba radyüsü için 8 mm ve baskı plakası kuvveti için 10400 N olduğu tespit edilmiştir.
Farklı seramik parçacıkların AISI 304 östenitik paslanmaz çelik üzerine elektrokimyasal yöntem ile kaplanabilirliğinin araştırılması
Elektrokimyasal kaplama işlem kolaylığı, basitliği, ucuz olması, her parçaya uygulanabilir olması ve etkili bir yöntem olması nedeniyle adından sıklıkla bahsettirir. Elektrokimya kullanılarak yapılan kompozit kaplamalar ise günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle karbür tozlarının malzemelerin sertliğini arttırdığını ve malzemelerin yüzey özelliklerini iyileştirildiği bilinmektedir. Bu çalışmada farklı oranlarda hazırlanmış olan karbür tozlarından B4C,SiC ve ZrC tozlarının saf nikel ile birlikte oluşturulan çözeltileri kullanılmıştır. B4C yüksek sertliği, mekanik, tribolojik, elektronik, optik özelliklerinin yanı sıra yüksek nötron absorblama özelliği ile de dikkat çeken bir malzemedir. Düşük yoğunluğu, yüksek Young modülü, çok yüksek termal ve kimyasal kararlılığı vb. özellikleri olan B4C, elmas ve c-BN'den sonra bilinen en sert malzemedir. Bu özellikleriyle B4C ince filmler, kesici takımların, fren balatalarının, sabit disklerin ve çeşitli makine parçalarının kaplanması gibi mekanik, tribolojik uygulamalarda kullanılır. SiC, yalnızca elmas, kübik bor nitrür ve bor karbür ile aşılan olağanüstü sertliğe sahip seramik bir malzemedir. Malzeme aşınmaya karşı dirençli ve tüm alkalilere ve asitlere kimyasal olarak inert ve aynı zamanda yüksek ısıya dayanıklıdır. Bu özellikler SiC tozunu aşırı çalışma koşullarında kullanılmak üzere üstün bir aşındırıcı ve seramik malzeme yapar. ZrC ise yüksek sertliğe, yüksek termal iletkenliğe, iyi oksidasyon direncine ve tokluğa sahiptir. Tekstil endüstrisinde naylon, elyaf ve sert alaşımlı termostat tekstil yapımında kullanılır. Polimer nanokompozitler, seramik ve metal matris gibi kompozit malzemelerde de kullanılır. Bu çalışmada seramik tozlar arasında sertliği en iyi olan bu üç farklı seramik tozunun AISI 304 paslanmaz çeliği üzerine kaplanması yapılmıştır. Elde edilen bu veriler ışığında makine kimya endüstrisinde nikel kaplı malzemelerin kullanım sıklığını göz önüne alarak bu malzemelerin tribolojik ve korozyon özelliklerinin iyileştirilmesi için farklı Derin ötektik çözücü kompozisyonları geliştirilerek elektrokimyasal kaplama yöntemi ile AISI 304 çeliği üzerin kompozit kaplamalar geliştirilmiştir. Aslında AISI 304 kendi başına korozyon dayanımı açısından üstün özelliklere sahiptir ancak elektrokimyasal kaplanması genellikle asidik çözeltiler üzerinde gerçekleştirilebilmekedir ve sertliği uygulama alanlarına göre arttırılması için farklı kompozit kaplamalar gerektirmektedir. AISI 304 çeliğinin elektrokimyasal kaplama zorluğu göz önüne alındığında bu yüzey üzerinde elde edilebilecek kaplamalar yumuşak çelik gibi birçok farklı yüzeye uygulanabilecektir. Genel amaç olarak yeşil çözeltiler içinde kompozit nikel kaplamaların elektrokimyasal kaplama yöntemi ile gerçekleştirilmesi amaçlanmış olup konunun derinlemesine analizi tez boyunca farklı başlıklar altında tartışılmıştır.
Enerji depolamalı fotovoltaik güneş panellerinde gölgelendirmenin enerji ve ekserji verimliliği üzerine etkisinin araştırılması
Fotovoltaik paneller güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Son yıllarda fotovoltaik teknolojisi malzeme biliminin gelişmesi ile ilerleme gösterse de birçok enerji kaynağıyla karşılaştırıldığında fotovoltaik panellerin verimleri oldukça düşüktür. Fotovoltaik panellerin verimlerine etki eden birçok parametre vardır. Bunlar; güneş ışınım şiddeti, sıcaklık, gölgelenme, tozlanma, panel eğim açısı ve kablo kayıplarıdır. Bu çalışmada ilk olarak çok kristalli (polikristal) bir fotovoltaik panel üzerine farklı pozisyonlarda ve bu pozisyonlara farklı oranlarda gölgelenmeler uygulanarak gölgesiz bir fotovoltaik panel ile elektriksel performans ve termodinamik analiz karşılaştırılması yapılmıştır. Panel üzerine hücresel, yatay ve dikey pozisyonlarda farklı yüzdelerde gölgelenmeler uygulanmıştır. Hücre sıcaklıkları, dolgu faktörü, güç kayıp oranları, enerji ve ekserji verimleri gibi parametreler bütün durumlar için incelenmiştir. Gölgelenme, sistemin enerji ve ekserji verimlilikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve en önemli etki sistemin yatay gölgelenmesi durumunda gözlemlenmiştir. Maksimum güç kaybı %100 gölgelenme oranında %69,92 hücresel, %66,93 dikey, %99,98 yatay gölgelendirme şeklinde hesaplanmıştır. Fotovoltaik panel sıcaklığı, panelin elektrik enerjisi üretiminde çok önemli bir etkiye sahiptir. Fotovoltaik sistemlerin enerji kazançları, panel sıcaklığı arttıkça azalmaktadır. Çeşitli soğutma yöntemleri uygulanarak enerji kazançları artırılabilir. İkinci bölümde hem fotovoltaik panelleri soğutmak hem de atık ısıyı depolamak için Faz Değiştiren Madde (FDM) kullanılmıştır. FDM'li panelde gölgelenme durumlarının performansa etkisi incelenmiştir. %50 yatay ve %50 dikey gölgelenme durumları FDM'li sistemler için test edilmiştir. FDM olarak kalsiyum klorür hekzahidrat (CaCI2.6H2O) kullanılmıştır. Ortam sıcaklığı 32,9 oC iken FDM'siz sistemin sıcaklığı 44,85 oC, FDM'li sistemin sıcaklığı ise 40,73 oC'dir. Panelin yatay olarak gölgelenmesi durumunda maksimum güç 1,19 W iken FDM'li sistemin güç üretimi maksimum 2,83 W, dikey olarak gölgelenmesi durumunda ise maksimum güç 15,85 W iken FDM'li sistemin güç üretimi maksimum 17,65 W değerine ulaşmıştır.
Biyokütle Katkılı Atıktan Türetilmiş Yakıtların Yanma Davranışlarının İncelenmesi
Ev, hastane ve ofis vb. yerlerdeki insanların günlük yaşamlarını sürdürebilmek için gösterdikleri faaliyetlerin sonucunda meydana gelen, mobilya, boya, pil, gıda atığı, poşet, şişe, kumaş, elyaf gibi atıklardan oluşan heterojen bir yapıya sahip olan atıklara belediye katı atığı denir. Belediye katı atıklarının içerisindeki geri dönüşümü ve yeniden kullanımı mümkün olmayan, poşet, kumaş, elyaf, gibi atıkların belirli işlemlerden geçirilerek yeniden yakıt haline gelmesiyle oluşan yüksek ısıl değere sahip ikincil yakıtlara ise Atıktan Türetilmiş Yakıt (ATY) denir. Bu tez çalışmasında, farklı tarihlerde temin edilen ATY1 (Aralık ayında alınan) ve ATY2 (Haziran ayında alınan), büyükbaş hayvan gübresi, güvercin gübresi ve arıtma çamuru örnekleri kullanılmıştır ve bu örnekler için elementel, kısa, ısıl değer, X-Işını flüoresan (XRF), termal gravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizleri yapılmıştır. Uygulanan analizlerde ATY numunelerinden yakıt kalitesi yüksek olan belirlenip onunla kütlece %10, %30 ve %70 oranlarında gübre çeşitleri karıştırılarak yanma karakterizasyonları incelenmiştir. Analizlerde, ATY numuneleri için yakıt kalitesi kıyaslandığında, ATY1 numunesinin daha verimli bir yakıt olduğu gözlemlenmiştir. Bu nedenle, karışımlar ATY1 numunesi ile yapılmıştır. Büyükbaş hayvan gübresi ile yapılan karışımlardan %10 büyükbaş hayvan gübresi katkılı ATY'nin, ATY1 numunesinden bile daha iyi yandığı gözlemlenmiştir. Bu değerin üstündeki karışımlarda ise yanmayı olumsuz yönde etkilediği görülmüştür. Güvercin gübresi-ATY1 karışımında elde edilen verilerden, ATY1'e katılan güvercin gübresinin belirli bir ara değere kadar yanmayı ATY1 numunesinin yanma karekteristiğine yaklaştırdığı, o değerin üstünde ve altında olumsuz etki gösterdiği sonucuna varılmıştır. Arıtma çamuru ile yapılan karışımlarda da güvercin gübresi ile aynı sonuç gözlemlenmiş olup, elde edilen verilerden yanmayı belirli bir ara değere kadar ise ATY1 numunesinin yanma karakteristiğine yaklaştırdığı, o değerin üstünde ve altında olumsuz etki gösterdiği görülmüştür. Sonuç olarak, yakıt karışımlarının yanmayı belirli olumlu belirli oranlarda olumsuz yönde etkilediği ve aylara göre ATY içeriğinin değişmesi sebebiyle yakıt değerleri ve karakterizasyonunun değişimi gözlemlenmiştir.
Farklı sıcaklıklardaki paralel jet akışlarında nanoakışkan ve dönel akışın akış ve ısıl karışım davranışlarının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Günümüzde enerjinin önemi gün geçtikçe daha da artmaktadır. Enerjiyi daha verimli kullanabilmek çok daha önem arz etmektedir. Dönmeli akışlar ısı transferi gibi önemli konularda pek çok yarar sağlamaktadır. Bu çalışmada, farklı sıcaklıklardaki dönmeli jet akışlarının sınırlandırılmış bir kanal içerisindeki termofiziksel özellikleri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmanın deneysel kısmı için bir deney seti imal edilmiş ve sayısal kısmı da Large Eddy Simulation türbülans modeli kullanılarak modellenmiştir. Akışkan olarak su ve nanoakışkan kullanıldığı analizlerde dönmeli paralel jet modeli kullanılmıştır. Analizler jetler arası sıcaklık farkı ve momentum oranının fonksiyonu olan altı farklı sınır şartı için yapılmıştır. Deneysel ve sayısal veriler analiz edilirken iki tür yaklaşım uygulanmıştır. Birinci yaklaşımda farklı sıcaklıklardaki jet akışlarının kanal boyunca ısıl karışım davranışları irdelenmiştir. İkinci yaklaşımda ise belirlenen çalışma parametrelerinin dönmeli jetlerin akış davranışları üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır. Sonuçlar, bütün çalışma parametrelerinde dönmeli jetler arası sıcaklık farkı arttıkça ve nanoakışkan derişimi arttıkça ısıl karışımın iyileştiğini göstermiştir. Dönmeli Jet momentum oranları değiştikçe ısıl karışım davranışları önemli değerde değişmiştir. Ayrıca incelenen bir diğer parametrede ise dönme aparatının açısı arttıkça ısıl karışımın veriminin arttığı anlaşılmıştır. Sayısal veriler ile deneysel veriler birbiriyle uyuşmaktadır.
Ultrases destekli düşük sıcaklıklı konveksiyonel bir kurutucuda ham yünün kuruma davranışının deneysel olarak incelenmesi
Kurutma, konvansiyonel olarak kurutma havasının ısıtma işlemine tabii tutulması, ardından ısıtılan havanın kurutulacak ürünün üzerinden geçirilerek nem yüklenmesi ve nem yüklü havanın dış atmosfere deşarjı veya soğutularak içindeki nemden arındırılıp tekrar çevrime dâhil edilmesi basamaklarından oluşan bir operasyon olup; farklı fiziksel etkilerden yaralanarak daha verimli hale getirilebileceği tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalar incelendiğinde ultra ses destekli dalgalarının kurutma işlemi üzerinde kurutma sürelerini kısaltıcı ve daha düşük sıcaklıklarda kurutma yapılmasına olanak tanıyan etkileri olduğu tespit edilmiştir. Hali hazırda sıvıya daldırarak yüzey temizleme işlemleri, açık yüzeyli akışkanların pulverize edilmesi gibi işlemlerde kullanılan 20.000 hertz üzerinde ki frekans seviyesine sahip ultrasonik ses dalgalarının, kurutma işlemi üzerine olan etkilerinin ham yün malzemesinin ultra ses destekli olarak kurutulması ile tespit edilmesi ve konik bir yayıcı eleman kullanılarak yapılan ultra ses destekli kurutma işleminin performans parametrelerinin incelenmesi bu tez konusunun temelini oluşturacaktır.
Nanoakışkan akışının ve ısı transferinin tek ve çift faz metotlarıyla sayısal olarak incelenmesi
Nanoakışkanların elde edilmesi ve bozucu etkilerden doğru şekilde izole edilmiş sağlıklı bir deney düzeneği oluşturma maliyetlerinin yüksek olması; nanoakışkanların ısı transferi üzerine etkilerini araştırma konusunda sayısal modellemeye olan ihtiyacı doğurmuştur. Bu nedenle deneysel çalışmalar kadar sayısal çalışmaların da güvenilirliği ve sonuçların daha isabetli olması önemlidir. Bu çalışmada, referans deneysel veriler seçilerek, deneysel çalışma, uygulama parametreleri ve sınır şartları ile birlikte, ANSYS Fluent hesaplamalı akışkanlar mekaniği paket programında gerçek sistemlere yakın bir şekilde modellenmiştir. Deneysel uygulama parametreleri ve etkileri referans olarak kabul edilerek, tek faz ve iki faz yaklaşımlarıyla sayısal olarak analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, Tek Faz Brown modeli ile yapılan analiz sonuçlarının, deneysel verilere en yakın ortalama ısı taşınım katsayısı değerini verdiği görülmüştür. İki Faz Euler-Karışım modelinin ise deneysel verilere en uzak sonuçları verdiği gözlemlenmiştir. İki Faz Euler-Karışım modelinin, deneysel verilere göre yüksek hata oranına sahip sonuçlar vermesinin sebebi sayısal olarak araştırılmıştır. Analizler sonucunda, iki fazlı Euler-Karışım modelinin, nanoakışkanlara sayısal olarak uygulanabilmesi için Euler-Karışım modelinde ısıl iletkenlik katsayısını veren denklemin değiştirilmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Çift Faz Euler-Karışım modelinin ısıl iletkenlik katsayısını hesaplayan denklem, Maxwell ısıl iletim denklemi ile değiştirilmiştir. Tekrar yorumlanan Euler-Karışım modeli, deneysel referans verilerle karşılaştırıldığında deneysel verilere en yakın sonuçları veren model olduğu gözlemlenmiştir. Ek olarak çalışmada, modeller ve termofiziksel özellikleri belirleyen denklemlerin yanısıra, nanoparçacık çeşidi, hacimsel derişimi ve Peclet sayısı gibi parametrelerin ısı transferi üzerindeki etkisi sayısal araştırılmıştır.
ANSYS programı kullanılarak frezeleme yönteminde silindirik kesitli parçaların işlenmesinde kesme kuvvetlerinin araştırılması
İmalat işlemlerinde bir parça üretilirken çok sayıda talaş kaldırma yöntemi uygulanabilmektedir. Üretime ve malzeme yapısına en uygun olanı yapılacak işleme göre doğru seçmek önem arz eder. Bu tez çalışmasında temel imalat yöntemlerinden bahsedilmiştir. Talaş kaldırma ve talaş kaldırmaya etki eden faktörler literatürde araştırılıp detaylı incelenmiştir. Frezeleme hakkında genel bilgi verilip, çevresel frezeleme ve silindirik parçaların freze ile işlenmesi hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Silindirik parçaların frezelenmesi ile ilgili kullanılan parametrelerin kesme kuvvetine ve kesme gücüne etkileri araştırılmış, analizi yapılarak sonuçları incelenmiştir. Analiz; Solidworks programında çizilen parçaların, ANSYS Workbench ekranında özel tanımlamalar yapılarak gerçekleştirilmiştir.
Tahıl elemede kullanılan laboratuvar cihazının tasarım ve imalatı
Çeltik bitkisinin hasat işlemi sonrasında, pazarlama faaliyetleri başlar. Bu aşamasında fiyatı belirleyen bazı parametreler vardır. Çeltiğin cinsi, boyutu, ağırlığı, temizliği bunlardan bazılarıdır. Bu parametrelerin doğru tespiti ürün kalitesinin belirlenmesinde ve ürünlerin standart olarak sınıflandırılmasında önemli rol oynar. Ayrıca üretim aşamasına geçmeden önce elde edilecek bu bilgiler üretim sürecinde kullanılacak doğru donanımları tespit etmek için önemlidir. Bu amaçla tarladan gelen çeltik bitkisinin ön temizleme işlemini yapabilecek bir elek tasarımı yapılmıştır. Ön temizleme işlemi hasat sonrası yapılan en önemli işlemlerden bir tanesidir. Ön temizleme işlemi tüm tahıllarda; tohum eleme tesislerinde, işleme fabrikalarında, paketleme tesislerinde en temel işlemdir. Bu sebeple tasarladığımız ön temizleme eleği laboratuvarlarda numune tabanlı çalışabilecek şekilde ufak boyutta tasarlanmıştır. Farklı noktalardan alınan numuneler makinede elenerek temiz ürün ile diğer atık maddeler ayrıştırılacaktır. Ayırma sonucunda temiz ürün miktarı, giren ürün miktarına oranlanarak çöp oranı tespit edilecektir. Triyör tipi çalışan elek mekanizması kullanılmıştır. Ön besleme haznesinde konulan ürün miktarı yük hücreleri ile ölçülerek kontrollü bir şekilde triyör eleğine yönlendirilmiştir. Yönlendirme aşamasında bir siklon tasarımı yapılmış ve ürün içerisinde bulunan hafif nesneler emiş yolu ile ürün içerisinden emilerek ayrılmıştır. Kısmen temizlenen ürün elek içerisinde döndürülerek ilerlemekte ve nihai ürün yerçekimi etkisi ile temiz kabında ürün kabına ayrılmaktadır. Ayrışma sonucunda temiz ürün tartılmış ve çöp oranı tespit edilmiştir. Çeltikten büyük boyutlu nesneler ile triyör içerinde sürülerek triyorun çıkış kısmından çöp haznesine düşmektedir. Mekanik elek sistemi elektronik kontrollü çalıştırılarak ek tartım ve hesaplama işlemleri mikrodenetleyici üzerinde yapılmıştır. Elde edilen değerler LCD ekranda gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ön Temizleme, Elek Tasarımı, Çeltik Temizleme
Robotik uygulamalar için elektromekanik enerji dönüşümüyle yapay kas sisteminin geliştirilmesi
Gelişen teknoloji ile beraber insanlık uzun yıllardır hayali olan insansı robotlar yapma hayaline giderek daha fazla yaklaşmaktadır. Büyük firmaların bu konuda yaptığı araştırma ve çalışmalar ile insan veya hayvanlar gibi yürüyen robotlar geliştirilmekte ve daha iyi tasarımlar ortaya çıkmaktadır. Bu robotların geliştirilmesi için yine insan ve hayvanların hareket mekanizmasının incelenmesi gerekmektedir. Bu sistemlerin gelişmesiyle robotlar insanların yerine çalışacak, savaşlarda kullanılabileceklerdir. Bu tez çalışmasında iskelet kasının çalışma mantığını inceleyip benzer prototip oluşturmaya çalışılmıştır. Bu şekilde robot teknolojilerinde alışılagelmiş olarak kullanılan motorları kullanmadan hareket enerjisinin nasıl elde edilebileceği de gösterilmiştir. Yapay kas sistemi, elektro mıknatısların aralarında boşluk bırakarak sıralı halde dizilmesiyle oluşmaktadır. İstenilen hareket uzunluğu, aktif hale getirilen elektro mıknatısların manyetiklik kazanarak ara boşluğu kapatması sonucunda oluşmaktadır. Çalışmada yapay kasın verilen gerilime göre kaldırabileceği maksimum yük 130,18 N'dur. Bir yapay kas sarkomerinin konum-zaman, hız-zaman, ivme-zaman grafikleri elde edilmiştir. Bir sarkomerin ortalama maksimum boşluk uzunluğu 1,68 mm ölçülmüştür. İnsan kasına kıyasla yapay kasın veriminin maksimum parametrelerde % 56 olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Robotik, Yapay Kas, Kas Lifi, Elektromıknatıs, Sarkomer
Çok bileşenli nanoakışkanların üretilmesi ve termofiziksel özelliklerinin belirlenmesi
Yapılan tez çalışmasında hibrit, yani ikiden fazla nano boyutlu parçacık içeren ve yine iki farklı baz akışkan içeren yeni bir nanoakışkan üretilmiştir. Hibrit nanoakışkan hazırlamak için öncelikle Al2O3, ZnO ve TiO2, ve metal oksitlerini içeren üçlü hibrit nanoparçacık üretilmiş daha sonra üretimi gerçekleştirilen hibrit nanoparçacıkların, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX), X-ışını toz kırınımı (XRD), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC), Termogravimetrik Analiz (TGA) analizleri üç farklı numune için ayrı ayrı yapılmıştır. Hibrit nanoparçacık üretiminden sonra üretilen nanoparçacık malzeme ile su-antifiriz bazlı yeni çok bileşenli nanoakışkan üretilmiş hibrit nanoakışkanlar için termofiziksel özellikleri (ısıl iletkenlik, viskozite, yoğunluk, özgül ısı kapasitesi) ölçülmüştür. Elde edilen ölçümler sonucu en yüksek ısıl iletkenliğin (50 °C'de 0,721 W/mK) (Al2O3)+(ZnO)2+(TiO2) hibrit nanaokışkanında olduğu gözlemlenmiştir. Hesaplanan değerlerin regrasyon analizi yapılarak, ısı iletim katsayıları sıcaklığın, yoğunluğu, taban akışkanının hacimsel oranının fonksiyonu olarak ifade edilmiştir. Üç farklı numune için hibrit nanoakışkanların yoğunluk değerlerinin baz akışkanına göre daha yüksek olduğu görülmüştür.
Hareket halindeki ısıtılmış bir küt cisme çarpan nanojet akışının sayısal analizi
Günümüzde dünya nüfusunun artmasına bağlı olarak insan ihtiyaçları hızlı bir yükseliş göstermektedir. İhtiyaçların karşılanması, günlük yaşantımızın büyük bir kısmını oluşturan enerjinin de tüketimini hızlı bir şekilde arttırmaktadır. İhtiyaçların ve enerji tüketiminin artmasına karşın dünya kaynakları azalmaktadır. Bu noktada, ihtiyaç ve tüketimlere bağlı olarak enerjinin verimli, tasarruflu ve zaman yönünden doğru kullanımı gibi terimler önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, endüstriyel uygulamalarda sıkça kullanılan işlemlerden birisi olan önceden ısıtılmış veya ısıl işlemden geçmiş belirli sıcaklıktaki bir cismin jetler yardımıyla soğutulması sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği paket programında modellenmiş ve sonuçları incelenmiştir. Çalışma üç farklı Reynolds sayısı üzerinden yürütülmüştür. Ayrıca her Reynolds sayısı için iki farklı kanal yüksekliğinde ayrı ayrı incelemeler yapılmıştır Benzetimde sıcak cisim, soğuk jet akışına dik yönde hareket ettirilmiştir. Cismin sıcaklık değişimleri ve akışkan davranışları incelenmiştir. Analizlerde akışkan olarak iki farklı derişim oranına sahip nanoakışkan kullanılmıştır. Reynolds sayısı değerlerinin 30, 60 ve 120 olması durumları incelenmiştir. Böylece farklı Reynolds sayıları, farklı yükseklik değerleri ve farklı akışkan tiplerinin soğutma işleminin üzerine etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, 0.02 hacimsel derişim oranına sahip nanoakışkanın kullanılması durumunda, benzetimi yapılan hareketli cismin sıcaklık değerindeki azalmanın zamana bağlı olarak arttığını göstermiştir. Ayrıca kanal yükseklik değerinin azaltılmasının, zamanla cisim ile akışkan arasındaki sıcaklık farkının azalmasına neden olduğu tespit edilmiştir.
Doğrusal sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilen ti-6aı-4v titanyum alaşımının sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
İmalat endüstrisinin hızla ilerleyişi, özel özelliklere sahip malzemelerin oluşumu ve ekonomik faktörlerin önem kazanması doğrusal sürtünme kaynağının gerekliliğini ortaya çıkarmaktadır. Genellikle havacılık ve uzay endüstrilerinde blisk yapımında kullanılan doğrusal sürtünme kaynağı özellikle maliyeti azaltmak, sıcak ortamlarda çalışan malzemelerin ömürlerini uzatmak, motor ağırlığını hafifletmek vb. nedenlerden dolayı tercih edilmektedir. Bu yöntemin esası, sabit bir parça ile lineer salınım yapan bir parçanın frekans ve basıncın etkisiyle sürtünme ısısı oluşturarak birleştirilmesi işlemidir. Katı hal kaynağı olan yöntem metal ve alaşım malzemelerinde yüksek kaynak yapısına ulaştırmaktadır. Titanyum, titanyum alaşımları, süper alaşımlar, çelik, alüminyum, nikel, bakır gibi farklı kombinasyonlarla da uygulanabilmektedir. Uzay, gemi, uçak, otomotiv, savunma sanayi vb. endüstrilerde yüksek sıcaklık altında çalışan Ti-6Al-4V alaşımı, doğrusal sürtünme kaynağı metodu ile birleştirilerek kaynak sonucu malzemede oluşan mekanik davranışı öngörmek amacıyla ANSYS ortamında analizi yapılmıştır. Titanyum alaşımlarıyla birleştirilen parçaların daha düşük maliyet ve daha az hammadde tasarrufu sağlaması amacıyla yapılan bu çalışma doğrusal sürtünme kaynak yönteminin gerekliliği ortaya koymaktadır. Bu çalışmada sonlu elemanlar yöntemi ile Ti-6Al-4V titanyum alaşım çifti doğrusal sürtünme kaynak metodu ile basınç, yanma oranı, sürtünme hızı, frekans ve ısı akısı parametreleri ile birleştirilerek oluşacak sıcaklık, artık gerilme, toplam deformasyon gibi sonuçları incelenmiştir. Zamana bağlı sıcaklık ve yapısal analizlerinde, Ti-6Al-4V titanyum alaşımına kaynak parametreleri uygulanarak oluşan sıcaklık malzemenin cam geçiş sıcaklığını geçmiş olup ve toplam deformasyonların minimal düzeyde olduğu gözlemlenmiştir. Simülasyon sonuçları varyans analizi (ANOVA) metodu ile istatistiksel olarak da değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Doğrusal sürtünme kaynağı, Ti-6Al-4V, Sonlu elemanlar yöntemi
Bilyeli haddeleme yönteminde işlem parametrelerinin AA7075-T6 alüminyum alaşımının mekanik özellikleri üzerindeki etkilerinin deneysel olarak araştırılması
Talaşlı üretim imalat yöntemlerinde kullanılan kesici takımın cinsi ve geometrisi, takım tezgâhı, seçilen parametreler ve çevresel koşullara bağlı olarak talaşlı işlenmiş yüzeylerde takım izleri çizikler şeklinde, aşırı plastik deformasyon, yüzey pürüzlülüğü, artık gerilme, yırtılma ve mikro çatlaklar şeklinde birçok hasar meydana gelmektedir. Bu hasarlar, malzemenin başta yorulma dayanımı olmak üzere, aşınma direnci, korozyon dayanımı ve birçok mekanik özelliklerini etkilemektedir. Malzeme yüzeyinde meydana gelen bu olumsuzlukları gidermek için taşlama, honlama, lepleme gibi birçok özel yöntem kullanılmaktadır. Ayrıca bilyeli haddeleme, derin haddeleme gibi geleneksel olmayan yöntemlerde tercih edilmektedir. Bilyeli haddeleme yönteminin avantajları ve kullanım kolaylığı sebebiyle yüzey işleme yöntemleri arasında, son zamanlarda daha çok tercih edilmektedir. Bu yöntemde, yüzeye belirli bir kuvvet ile bastırılan yuvarlanma elemanı yardımıyla yüzeylerden talaş kaldırılmadan, yüzeydeki mikro pürüzlülükleri küçük plastik deformasyonlara uğratılarak yüzey kalitesi iyileştirilir. İşlemde malzemenin yüzey sertliği artarken, yüzeyin pürüzlülüğü ise önemli derecede azalmaktadır. Bu çalışmada da bilyeli haddeleme yönteminin işlem parametrelerinin (hadde basıncı ve paso sayısı) AA7075-T6 alüminyum alaşımının üzerindeki, yorulma dayanımı, sertlik, yüzey pürüzlülüğü, artık gerilme, mikrosertlik bakımından etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Bu çalışmada, bilyeli haddeleme yönteminin yüzey pürüzlüğünü iyileştirdiği, hadde parametrelerinden paso sayısının yüzey pürüzlülüğü üzerinde istatistiksel olarak (%41) hadde basıncından (%39.6) daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Uygulanan kuvvet ve paso sayısının malzemenin mikrosertliğini artırdığı, kuvvet ve paso sayısındaki artışa bağlı olarak yaklaşık 20 HV oranında malzemenin mikrosertliğinin arttığı görülmüştür. Hadde kuvvetinin artması ile malzemede yüzey altı kalıntı gerilmenin arttığı gözlemlenmiştir. Malzemenin yorulma dayanımında iyileşme sağlandığı ve yorulma ömrünün arttığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Bilyeli Haddeleme, Yüzey İşleme, Yorulma Dayanımı.
Taguchi deney tasarım yöntemi kullanılarak teğetsel ve ortagonal tornalama-frezeleme yöntemlerinin karşılaştırılması
Tornalama-frezeleme, son zamanlarda imalat sektöründe hızlı bir gelişme ve araştırma gereği duyulan bir imalat yöntemidir. Tornalama ve frezeleme yöntemlerinin bir kombinasyonu olmasından dolayı işleme parametreleri de fazladır. Yapılan bu çalışmada tornalama-frezeleme yöntemlerinden ortagonal ve teğetsel çeşitleri deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Taguchi deney tasarım yönteminde L36 ortagonal dizini kullanılarak deneyler yapılmıştır. Deney parametreleri işleme yöntemi, kesici takım devri, iş parçası devri, talaş derinliği ve eksenel ilerleme hızı seçilmiştir. Çalışmada seçilen bu parametrelerin ortalama yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri deneysel ve istatistiki olarak tespit edilmiştir. Bu çalışma sonucunda işleme parametrelerinden işleme yöntemi parametresinin ortalama yüzey pürüzlülüğü üzerinde çok etkili olduğu, teğetsel işleme yönteminin ortalama yüzey pürüzlülüğünü önemli bir oranda düşürdüğü belirlenmiştir. İş parçası devrinin de büyük bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Diğer parametrelerin ise ortalama yüzey pürüzlülüğü üzerinde daha az etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Tornalama-frezeleme, Yüzey Pürüzlülüğü, Taguchi Yöntemi
Salience of haptic features for interactive behavior classification in physical human-human/robot collaboration
In recent years, a considerable amount of research has been directed toward designing robots to cooperate with humans in daily activities that require close physical interaction. One particular area of interest is collaborative object transportation, where human dyads would rely heavily on haptic sensations to coordinate their actions. Humans are sensitive to interactive behaviors during joint action, and can leverage haptic cues (i.e., the forces they apply and sense through their interactions with the manipulated object) to easily distinguish between interaction states, such as harmony and conflict. Such discrimination between interaction states is currently missing in physical human-robot interaction (pHRI), and collaboration can be improved by making the robot proactive against changes in interaction behaviors. We trust that understanding physical human-human interactions (pHHI) is crucial to implement a robotic system that is able to classify dyadic interactive behaviors. This dissertation is an effort to provide insight into the inherently important role of haptics in differentiating distinct interaction behavior classes during the collaboration of two physically-linked partners. To the best of our knowledge, ours is the first study to design interaction-specific haptic features to improve identification of conflict-related pHHI behaviors in physical co-manipulation. This haptic information works as a basis in pHRI to enable proactive robotic partners that can accommodate varying interactive behaviors. In the first part of this dissertation, we explore the prominence of haptic data to extract information about underlying interaction patterns within physical human-human interaction (pHHI). We work on a joint object transportation scenario involving two human partners, and show that haptic features, based on force/torque information, suffice to identify human interactive behavior patterns. We categorize the interaction into four discrete behavior classes. These classes describe whether the partners work in harmony or face conflicts while jointly transporting an object through translational or rotational movements. In our experimental study, we collect data from 12 human dyads and verify the salience of haptic features by achieving a correct classification rate over 91% using a Random Forest classifier. The second part of this dissertation proposes a machine learning (ML) approach to detect and resolve motion conflicts that may occur between a human and a proactive robot during the execution of a collaborative task. Our approach aims to distinguish harmonious and conflicting behaviors by looking at dyadic interaction patterns rather than inferring solely about the individual state of the human partner. In doing so, we challenge the traditionally adopted dualistic attitude in physical HRI, which considers the human and the robot as distinct and separable entities, and instead, consider the kinesthetic information generated through the teamwork to describe the interactive quality of collaboration. We demonstrate that features derived from haptic (force/torque) data are sufficient to classify if the human and the robot harmoniously manipulate the object or they face a conflict. A conflict resolution strategy is implemented to get the robotic partner to proactively contribute to the task via online trajectory planning whenever interactive motion patterns are harmonious, and to follow the human lead when a conflict is detected. An admittance controller regulates the physical interaction between the human and the robot during the task. This enables the robot to follow the human passively when there is a conflict. An artificial potential field approach is used to make the robot proactive when partners work in harmony. An experimental study is designed to create scenarios involving harmonious and conflicting interactions between human and robot partners during the collaborative manipulation of an object, and to create a dataset to train and test our ML model. The results of the study show that ML successfully detects the conflicts and our conflict resolution mechanism reduces the human force and effort significantly compared to the case of a passive robot that always follows the human partner and a proactive robot that cannot resolve conflicts.
Borlanmış 17CrNiMo6 çeliğin aşınma davranışlarının deneysel ve nümerik olarak araştırılması
Kutu borlama işlemi ile gerçekleştirerek çeliğin aşınmaya karşı direncinin artırılması amaçlanmıştır. Borlama işlemine tabi tutulmuş çeliğin aşınma sırasında meydana gelen temas gerilmelerinin gözlemi için sonlu elemanlar analizi yapılacaktır. Tribotest sırasında meydana gelen temas boyunca gerilmeler, ANSYS sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak iki boyutlu olarak kabul edilmiş ve deneysel çalışmalardan elde edilen katsayıların yüzey ve yüzey altı gerilmeleri üzerinde etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.
Farklı tasarımlarda W kesitlere sahip çarpışma kutuları için darbe sönümleme kabiliyetlerinin deneysel analizi
Günlük trafik akışında yaralanmalı ve maalesef ölümlü kazalarda, araç tasarımı alanında birçok güvenlik tedbirleri geliştirilmesine rağmen, araçların hasara uğraması kaçınılmazdır. Bu güvenlik tedbirleri, aktif ve pasif güvenlik sistemleri olmak üzere iki başlıkta toplanabilir. Bu çalışmada, kaza durumunda araçta malzeme değişiklikleri ve yapısal iyileştirmeler içeren pasif güvenlik sistemlerinden biri olan çarpışma kutuları incelenmiştir. Çarpışmanın olumsuz etkilerini azaltmak amacıyla normalde şasi ile sürücü kabini ve motor aksamının ilerisi arasına yerleştirilen çarpışma kutuları, bu çalışma ile farklı olarak otomobilin ön tamponunun hemen arkasında yer alması hedeflenmiştir. Çalışma sürecinde açık kesite sahip W şeklinde farklı yeni kesit tasarımlarına sahip çarpışma kutularının enerji sönümleme kabiliyetleri incelenmiştir. Gerçek kaza senaryosunun ölçekli benzetimi serbest düşürme düzeneği ile gerçekleştirilerek farklı boyut ve kalınlıkta tasarlanmış olan çarpışma kutularının kaza şok dalgasını sönümleme kabiliyetleri incelenmiştir. Bu süreçte, A segmentindeki küçük sınıf bir aile aracının önden çarpışma koşulları altındaki durumu dikkate alınmıştır. Serbest düşme testleri yardımıyla gerçekleştirilen çarpışma senaryosunda, ters mantıkla sabit duvar yerine, 2.88m yüksekliğe ve 150 kg kütleye sahip bir kalın çelik bir tabla seçilirken, zemindeki sabit çelik plaka ile yere konulan çarpışma kutuları ise hareketli araç tarafını temsil etmektedirler. Bu süreçte ilk tercih edilen W kesitli sac metal çarpma kutusu için serbest düşme testleri gerçekleştirilerek kalınlık ve boy optimizasyonu yapılmış, daha sonra optimize edilen ebatlar ile tasarımlar içerisinden karar verilen diğer bir W kesitli numune grubu aynı testlere tabi tutulmuştur. Deneysel yol ile elde edilmiş verilerin sayısal benzetimde kullanılabilmesi maksadıyla dinamik simülasyonlar örnek bazı numuneler için gerçekleştirilmiş ve doğrulanmıştır. Elde edilmiş simülasyon sonuçları ile deneysel sonuçlar karşılaştırılarak kabul edilebilir bir örtüşme sağlanmıştır. Deneyler neticesinde, çarpışma enerjisini absorbe etmek için optimum numunenin, ilk teste tabi tutulan W kesitli ST37 (S235JR) malzemesinden imal edilmiş 1mm kalınlığındaki numune olduğu tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Çarpışma-kutusu, önden çarpışma, düşürme testi, w kesit.
Kontrole yönelik araç modelleme ve adaptif kontrol uygulaması
Emerging vehicle control systems have increased the need for valid vehicle models. In this study, two controller oriented vehicle models are developed and linearized for easier controller design. These models are validated by using an advanced vehicle simulation commercial suite. Then by using these models, an adaptive, fault-tolerant control allocation method which simultaneously commands all traction and steering related actuators is developed. The proposed control scheme consists of a high level controller that creates a virtual control input vector and a low level control allocator that distributes the virtual control effort among redundant actuators. Virtual control input consists of desired forces and moments to ensure stability while following a given reference. Based on this virtual control input vector, the allocation module determines actuator inputs. Performance of the proposed system is evaluated via an object avoidance maneuver in various scenarios such as different velocities and effectiveness loss at actuators. Results show that the proposed approach can follow the references despite the loss of actuator effectiveness in the driving cycle.
Etial 177 alüminyum alaşımlarının dökümünde vanadyum elementi ilavesinin etkisinin incelenmesi
Alüminyum döküm endüstrisinde akıcılık ve mekanik özelliklerin artırılması amacıyla alüminyum alaşımına vanadyum (V) ilavesi önem arz etmektedir. Bu kapsamda yapılan bu çalışmada, Etial 177 alaşımına vanadyum elementi ilave edilerek sıvı metal temizliği, akıcılık ve mekanik özelliklere etkisi deneysel çalışmalarla incelenmiştir. Döküm işlemlerinde kokil kalıba döküm yöntemi kullanılmıştır. Deneylerde Etial 177 standardı alüminyum alaşımına farklı oranlarda V ilavesinin alaşımın özelliklerine etkileri incelenmiştir. Çalışmada V ilave miktarı %0,03, %0,05 ve %0,1 V etki edecek şekilde ve numune döküm işlemlerinde farkın tespit edilebilmesi için ilave edilmeyen ETİAL 177 referans numuneler üretilmiştir. Dökümlerde vakum altında katılaştırma, K-mold kalıbı, mekanik test kalıbı, değişen kesitlere sahip 4 kanallı akıcılık kalıbı ve spiral akıcılık kalıbı kullanılmıştır. Deney alaşımlarının dökümlerinden alınan numunelerinde VAK numunelerinin yoğunluk ölçümlerinde %0,5'in altında gözenek ve K mold kalıplarında 1'in altında K değerine sahip olduğu tespit edilmiştir. İlavesiz ETİAL 177 dökümde %2,76 olan uzama miktarı, artan V miktarı ile artış göstermiş ve %1 V ilavesinde maksimum %7,61'lere varan değere ulaşmıştır. Çekme gerilmesi değerlerinin ilavesiz ETİAL 177 dökümlerde 137 MPa, %0,03 V ilavesinde 159 MPa, %0,05 V ilavesinde 168 MPa ve %0,1 V ilaveli dökümlerde de 185 MPa değerlerine kadar artış gösterdiği gözlenmiştir.