Department of Mechanical Engineering

Alümina takviyeli alüminyum esaslı kompozitlerin frezelenmesinde kesme parametrelerinin işleme performansına etkisi

Bu çalışmada, hacimce %15 Al2O3 parçacık takviyeli Al6Zn2Mg2Cu alüminyum esaslı kompozit; sıvı faz sinterleme yöntemi ile üretilmiştir. Üretimden sonra tavlanmış ve mekanik özellikleri test edilmiştir. Daha sonra, yüzey frezeleme yöntemi ile işleme sırasında oluşan kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü ve yığma kenar yüksekliği ölçülmüştür. Yüzey frezeleme işlemlerinde üç farklı kesici takım (kaplamasız WC, TiN kaplamalı WC, TiCN kaplamalı Al2O3), üç farklı kesme hızı (90, 120, 150 m/dak), üç farklı ilerleme hızı (0,08, 0,12, 0,16 mm/diş) ve sabit kesme derinliği (1 mm) kullanılmıştır. Sonuç olarak; kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü ve yığma kenar oluşumu açısından ilerleme hızının kesme hızından daha etkili olduğu görülmüştür. Ayrıca, ilerleme hızının artmasıyla kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğünün arttığı, yığma kenar yüksekliğinin azaldığı görülmüştür. Ayrıca, bu işleme koşullarında en iyi başarım kaplamasız WC takım ile elde edilmiştir.

Elektro-erozyon ile işlemede tel demeti elektrodun performansının deneysel ve teorik incelenmesi

Elektro erozyon ile işlemede (EEİ) karmaşık geometriye sahip kalıp ve modellerin kaba, yarı-kaba ve ince işlemeleri için ayrı ayrı elektrot yapılması, üretim maliyetlerini ve teslim sürelerini artırmaktadır. Elektrotların aşınması, üretim maliyetinin ve süresinin yüksek olması; bakır malzemeden dolu elektrot üretimi, streolitografi (SLA), toz metalürjisi (T/M) ve nokta yazıcılı elektrotla işleme yöntemi dışında elektrot yapımında daha farklı elektrot üretim yöntemlerinin kullanılmasını gündeme getirmiştir. Bu çalışmada, birbiriyle aynı veya farklı kesitlere sahip bakır tellerin, işparçasında işlenecek yüzeye benzer bir tel demeti halinde oluşturulmasına dayanan, Tel Demeti Elektrotunun (TDE) işleme performansı deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Çalışmada, tekli ve çoklu tellerle oluşturulan tel demetleri ile yapılan deneylerde vurum süresi ve boşalım akımının işleme performansına ve tel aşınmasına ve işparçası yüzey pürüzlülüğüne etkileri incelenmiştir.

Kendinden kuvvetlendirilmiş ve/veya ani-değişken-kesitli plaka ve panellerin serbest eğilme titreşimlerinin analizi

Evaluation of the strength of a three axis serial robot performing a task by integrated dynamic analysis

Three axis serial robots with different sizes are widely used for pick and place, welding and various operations in industry. Developments in mechatronics, which is the synergistic integration of mechanism, electronics and computer control to achieve a functional system, offer effective solutions for the design of such robots. The mechatronic design process involves solid modeling, assembly, rigid body dynamics, finite element rigidity analysis, motion control and computer programming. The integrated dynamic analysis of robots is usually used in design stage. In this study, it is offered that it can also be used in the application stage.In this study SolidWorks, CosmosMotion, ABAQUS is used with an integrated approach. The integration software is developed in VisualBasic by using the application programming interface (API) capabilities of these programs. ABB-IRB1400 industrial robot is considered for the study. Different trajectories are considered. Each task is evaluated by kinematic analysis first. If the task is out of the workspace then the task is canceled. This evaluation can be done also by robot programs like RobotStudio. It is offered in this study that the task must be evaluated by considering the limits for velocities, motor actuation torques, reaction forces, natural frequencies, displacements and stresses due to the flexibility. The results are shown on kinematic, kinetic and rigidity evaluation charts. The results of this work can be used for optimal usage of robots.

Effect of spiral angle on stress distribution in the spiral bevel gears

Gear systems are widely used to transmit power or rotary motion in high efficiency. Bevel gear systems are gears which their shafts are not parallel to each other and provide to transmit the torque and power at a desired angle. The main application of the spiral bevel gear system is in a vehicle differential.Spiral angle of the spiral bevel gear affects the stress distribution on the gear system significantly as well as vibration and noise. In this study, effect of the spiral angle on the stress and deformation that occur in teeth of different types of spiral bevel gear systems are investigated using the finite element method.First, four different gear systems are modeled in order to determine the effect of the spiral angle on the variation of the stress distribution. Then, three-dimensional contact analyses are performed by ANSYS Workbench commercial software.Stress, strain and displacement distributions occurred in the spiral bevel gears systems are examined and it is seen that the results obtained in this study are compatible with the results in the literature.

Lazer kaynaklı alüminyum alaşım bağlantıların kırılma mekaniği ve mukavemet açısından incelenmesi

Bu çalışmada, havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılan, farklı kalınlıklara sahip, lazer kaynaklı 6013 alüminyum alaşımının çatlak ucu gerilme dağılımı araştırılmış ve elastik plastik kırılma tokluğu parametreleri belirlenmiştir.Bunun için, sonlu elamanlar yazılımı kullanılarak deneylerde kullanılan 6 ve 3,2 mm kalınlığa sahip kompakt çekme (C(T)-50) numuneleri modellenmiştir. Yapılan analizler sonucunda çatlak ucu gerilme dağılımı, çatlak ucu açılma yer değiştirmesi (CTOD, delta 5) ve J-integral değerleri tespit edilerek CTOD, delta 5-delta a ve J- delta a direnç eğrileri oluşturulmuştur. CTOD, delta 5-delta a direnç eğrileri deneysel olarak elde edilen direnç eğrileriyle, J-delta a direnç eğrileri ise formülasyonlardan elde edilen J-integral direnç eğrileri ile karşılaştırılmıştır. Mukavemet uyumsuzluğunun direnç eğrilerine olan etkisi tespit edilmiştir. Plastik dönme metodu ile elde edilen delta plastik dönme değerleri belirlenerek CTOD, delta 5 değerleri ile karşılaştırılmıştır. Çatlak ucundaki maksimum gerilmenin her iki kalınlık değeri için de baz malzemede oluştuğu, sonlu elemanlar analizi ile elde edilen kırılma tokluğu parametrelerinin deneyler ve formülasyon ile elde edilen parametre değerleri ile iyi bir uygunluk gösterdiği ve CTOD ile J-integrali parametreleri kullanılarak elde edilen direnç eğrilerinin malzemenin çatlak ilerlemesine karşı gösterdiği direnci benzer biçimde karakterize edebildiği belirlenmiştir.

Sandviç kompozit plakların darbe davranışları

Bu tez çalışmasının temel amacı; E-camı/epoksi kabuklu PVC ve PET köpüğü çekirdekli sandviç kompozit malzemelerin düşük hızlı darbe test davranışlarını deneysel olarak incelemektir. Düşük hızlı darbe deneyinde kullanılacak sandviç kompozit plakalar için vakum destekli infüzyon kalıplama yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Bu plakalardan 100 mm x 100 mm şeklinde kesilen numuneler bir test düzeneği kullanılarak düşük hızlı darbe testine tabi tutulmuştur. Darbe testine tabi tutulan numuneler için kuvvet, deplasman, absorbe edilen enerji, zaman, hız gibi parametrelerin değişimi kaydedilmiş ve kendi aralarında köpüğe ve katman sayısına göre karşılaştırılmıştır. Ayrıca, absorbe edilen enerji, maksimum kuvvet, maksimum çökme ve toplam temas süresi gibi darbe parametreleri radar grafik formunda verilmiştir. Radar grafikler hem farklı köpükler hem de farklı kabuk tabaka sayıları için verilmiştir. Düşük hızlı darbe deneyi sonucu numuneler üzerinde oluşan hasar modları incelenmiş, grafiklere ait çeşitli hasarlı numune fotoğrafları sunulmuştur.

Aşınmaya maruz parçaların aşınma dayanımlarının araştırılması

Endüstriyel üretim alanında, makine parçalarının teknik hasarlarının yüzde on biri aşınma nedeni ile ortaya çıkar. Ekonomik açıdan bu orana baktığımız zaman büyük maliyete neden olur. Aşınmaya maruz kalan parçalar zaman içerisinde makinenin tahrip olmasına sebep olabilir. Aşınmanın farklı türleri için farklı araştırmalar yapılmıştır. Triboloji teorilerine ve aşınma mekanizmalarına dayanıklı olan, aşınmayı önlemek ve azaltmak için farklı yöntemler kullanılmaktadır. Tamir bakım kaynağı bu yöntemlerden bir tanesidir. Bu yöntemde mevcut yüzeyin mevcut ana malzemeden aşınma direnci daha iyi verimli olması neden ile endüstriyel işletmelerde çok kullanılan bir metottur.Çimento üretim fabrikalarında çimento üretim sırasında öğütücü plakalar sürekli abrasif aşınmaya maruz kalmaktadır. Bu deneysel çalışmada çimento ara hammaddesi olan Farin ve ondan elde edilmiş Klinker tozu aşındırıcı olarak kullanarak 5 farklı sert dolgu kaynağı ile hazırlanmış numunelerin üzerinde abrasif aşınma deneyi yapılmıştır. Aşınma testlerinin sonuçları incelenip değerlendirildikten sonra mikro yapı resimlerini desteklemek için XRD testi yapılmıştır. Fazer 55, Thremo Dur, Unibase 660, Fazer 63 (kromca zenginleşmiş) Fazer 65 (kompleks karbürlü) elektrotlar bu deneyde kullanılmıştır.XRD analizi sonucunda, Fazer 65 (kompleks karbürlü) sert dolgu kaynağının iç yapısında MC karpitleri ve M7C3'den oluşan fazlar nedeni ile en yüksek sertlik ve ona doğru orantılı olarak artan aşınma direncine sahip olduğu saptanmıştır. Ayrıca içyapı matrislerinde Cr ve Mo ve W alaşımlarını oluşturan karpit fazların aşınma direncinin artmasında etkileyici oldukları tespit edilmiştir.

Havadan havaya ısı geri kazanım cihazları için ts en 308 standardına göre test düzeneği tasarımı

Bu tez çalışmasında, havadan havaya ısı geri kazanımı yapan ısı geri kazanım cihazlarının TS EN 308 standardına göre sıcaklık oran testlerinin yapılabileceği bir test düzeneği tasarlanmış ve üretilmiştir. Üretilen test düzenekleri kullanılarak bir ısı geri kazanım cihazı üzerinde sıcaklık oran testleri yapılmıştır. Testler sonunda kurulan düzenekten elde edilen verilerin TS EN 308 standardı için gerekli asgari ölçüm standartlarını sağladığı görülmüştür.

Benzer ve farklı türden alüminyum alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynağının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Alüminyum ve magnezyum alaşımları gibi hafif metaller artan bir şekilde ulaşımsanayinde kullanılmaktadır. Korozyon direnci, düşük yoğunluk ve kolay şekilverilebilirlik gibi fiziksel ve mekanik özellikler, yapısal bir malzemenin yoğun birşekilde kullanımını belirleyen en önemli faktörlerdir. Sürtünme Karıştırma Kaynağı(SKK) alüminyum alaşımları ve diğer hafif malzemelerin birleştirilmesi için önemliavantajlar sunmaktadır. Bu avantajlardan bazıları; düşük çarpılma, düşük artıkgerilmeler ve az kaynak hatalarıdır. Düşük ısı girdisi ve tanecik iyileştirmesinedeniyle sürtünme karıştırma kaynağı ısıl işlemli ve ısıl işlemsiz alüminyumalaşımlarının füzyon kaynağına göre daha iyi yorulma ve çekme mukavemeti gibimekanik özelliklere sahiptir.Bu çalışmada, Al6061 ve Al7075 ince alüminyum plakalardaki benzer ve farklıtürden sürtünme karıştırma kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerine kaynakparametrelerinin etkisi incelenmektedir. Bu parametreler pimin dönüş ve ilerlemehızı gibi temel parametrelerdir. Ayrıca, üç boyutlu nonlineer termal ve termomekaniksayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak kaynaksüresince kaynak bölgesindeki gerilme ve sıcaklık dağılımı belirlenmiştir. Hareketliısı kaynağını modellemek ve sınır koşullarını değiştirmek için APDL (ANSYSParametric Design Language) kodu geliştirilmiştir.Deneysel ve sonlu elemanlar analizleri ile elde edilen sonuçlar tablo ve grafikolarak sunulmuştur. AA6061-AA6061, AA7075-AA7075 ve AA7075- AA6061alüminyum alaşımlarının kaynaklı bağlantı performansının optimum kaynakparametrelerinin belirlenerek geliştirilebileceği sonucuna varılmıştır.Anahtar sözcükler: Alüminyum alaşımları, sürtünme karıştırma kaynağı, sonluelemanlar yöntemi.