4
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Havacılık sektöründe kullanılan katmanlı kompozit yapıların tasarımı ve optimizasyonu
Havacılık sektöründe geniş bir kullanım alanına sahip olan kompozit malzemeler hafiflik, dayanıklılık ve yakıt verimliliği gibi konularda büyük avantajlar sağlamaktadır. Bu kapsamda, kompozit malzemelerin performansını artırmak amacıyla son yıllarda optimizasyon yöntemlerine sıklıkla başvurulmaktadır. Bu tez çalışmasında, Genetik Algoritma (GA) ile optimizasyon işlemleri gerçekleştirilerek sürekli elyaf takviyeli katmanlı kompozit bir yapının yapısal deformasyonunun en aza indirgenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca bu çalışma ile, yapay zekâ temelli optimizasyon işlemlerinin havacılık sektöründe yoğun olarak kullanılan katmanlı kompozit yapıların tasarımında dikkate alınması, bu tarz yeni teknolojilerin işletmelere entegre edilmesinde yol gösterici olması hedeflenmiştir. Çalışmanın başlangıcında bu çalışmaya özel Python dilinde kodlar geliştirilmiş, bu kodlar aracılığıyla genetik algoritmanın sonlu elemanlar çözücüsü ile entegrasyonu sağlanmıştır. Kod içerisinde genetik algoritma ile optimizasyon işlemleri için gerekli olan temel fonksiyonlar geliştirilmiş, amaç fonksiyonu ve kısıt fonksiyonu başta olmak üzere temel optimizasyon parametreleri tanımlanmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında, farklı katman dizilimlerine sahip kompozit kabuklar tasarlanmış ve optimizasyon sonuçlarıyla kıyaslayabilmek amacıyla her biri için FEM analizleri yapılmıştır. Çalışmanın son kısmında, tasarlanan kompozit kabuklar için optimizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Bu kısımda optimizasyon sürecini etkileyebilecek kritik parametreler belirlenerek her bir optimizasyon işleminde farklı parametre değerleri ile işlemler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, kompozit kabukların FEM analizleri ile hesaplanan sehim miktarları, genetik algoritma ile yapılan optimizasyonlar sonucunda %60'lara kadar düşürülmüş ve optimum elyaf oryantasyon açıları elde edilmiştir.
Paketleme makineleri poşet verici grubu mekanik ekipmanlarının tasarımı ve optimizasyonu
Paketleme makinelerinde kullanılan birçok istasyon bulunmaktadır. Bu istasyonların en önemlilerinden biri döner tablaya ambalajı besleyen ekipmanların bulunduğu poşet verici istasyondur. Paketleme esnasında plastik ambalaj ürün paketi boyutlarına uygun olarak kesilmelidir. Bu kesme işleminde en kritik elemanlar bıçaklar ve onların hareket hassasiyetini sağlayan yaylardır. Bıçakların işlevi paketi kesmek olup bunu yapabilmek için bıçakların keskin kenarlı ve aşınmaya karşı dayanıklı olmaları gereklidir. Bu çalışmada, gıda alanında faaliyet gösteren bir firmada bulunan paketleme makinesine ait poşet verici sistemin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Sistemde yer alan bıçak ve yaylardan kaynaklanan arızaları en aza indirgemek için deneysel ve sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Bıçaklar için uygun çelik malzeme alaşımları ile sertleştirme metotlarının araştırma ve incelemeleri; yaylar için malzeme ve boyut parametreleri ve yorulma analizleri yapılmıştır. Tüm elementlerin çelik alaşımının fiziksel özelliklerine etkileri incelenerek doğru malzeme seçimi hedeflenmiştir. Bu amaçla, farklı alaşımlar kullanılarak imal edilen numuneler işletme şartlarında denenmiştir. Sonuç olarak, bıçak ve yayların hasarından kaynaklanan arıza süreleri ve maliyetler önemli derecede azaltılmıştır. İyileştirilen maliyet ve arıza sürelerine ait hesap ve sonuçlar bu tez çalışmasında detaylı verilmiştir. Ayrıca, yayın optimizasyon ve yorulma analizleri sonuçları grafiklerle sunulmuştur.
Atık kauçuk katkılı ön gerilmeli polimer kompozit geliştirilmesi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Tez çalışmasının ana hedefi, hurda lastiklerden elde edilen geri dönüştürülmüş atık kauçuk partiküllerinin polimer bileşimine katılarak değerlendirilmesi, ön gerilmeli elemanlar ile performansının artırılarak çevreye duyarlı, dayanıklı yeni nesil bir malzeme geliştirilmesidir. Çalışma kapsamında, belirli oranlarda atık kauçuk partikülleri, epoksi reçine ile karıştırılarak elde edilen farklı karışım oranlarına sahip küp numuneler üzerinde Shore HL sertlik ölçümleri ile Arşimet prensibine dayalı yoğunluk ölçümleri yapılmıştır. İkinci aşamada, belirli oranlarda atık kauçuk partikülleri içeren kiriş numuneler içerisine yerleştirilen çelik elemanlara belirli oranlarda ön gerilme uygulanarak elde edilen numuneler üzerinde darbeli çekiç testi ve üç nokta eğilme testi uygulanmıştır. Yapılan testlerden elde edilen sonuçlara göre atık kauçuk oranının artması ile malzemenin dayanım, tokluk değeri, elastisite modülü, doğal frekans ve sertlik değerlerinde azalma damping değerinde ise kısmen artış görülmüştür. Ön gerilme oranının ise elastisite modülünde kısmen bir azalmaya sebep olduğu, diğer parametreler üzerinde belirgin bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir.
Soğukta şekillendirilmiş çelik klips açılı kaynaklı ve akıllı vidalı birleşimlerin kesme etkisinin incelenmesi
Son yıllarda geleneksel betonarme yapı sistemlerinde meydana gelen maliyet artışları, tasarımın uygulama esnasında istenilen düzeylerde gerçekleştirilememesi, yapım sürelerinin uzun olması, mevsim şartlarından olumsuz etkilenmesi gibi durumlardan dolayı hafif çelik yapılar yaygınlaşmıştır. Hafif çelik yapı sistemleri soğukta şekillendirilmiş (CFS) kolon, kiriş, çatı ve diğer kısımların bir arada olduğu sistemlerdir. Bu sistemlerde (özellikle konut projelerinde) kolon-kiriş birleşim türlerinin sayısı ve çeşitliliği artmaktadır. Bu çalışmada CFS kolon-kiriş birleşimlerinde klips açılarının en/boy oranı ve kalınlık parametreleri dikkate alınarak 36 adet deney numunesi oluşturulmuştur. Bu numuneler kolon tarafı kaynak, kiriş tarafı akıllı vida birleşim yapılarak kolon-kiriş birleşiminde kesme etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak klips açılı plaka kalınlığı artıkça yük taşıma kapasitesinin arttığı ve klips açısının en/boy oranı (W/D) arttıkça klips açılarında yırtılma hataları meydana gelmiştir.