115
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Tıg kaynak yöntemiyle birleştirilen inconel 625 ve aisi 316 l malzemelerin mekanik özelliklerinin ve korozyon davranışlarının incelenmesi
Bu tez çalışmasında nükleer, kimya ve petrokimya endüstrilerinde sık kullanılan nikel esaslı süper alaşım Inconel 625 ile östenitik paslanmaz çelik AISI 316L malzemelerinin birbirleri ile kaynağı konusunda çalışılmıştır. Kaynak tipi olarak sürekli akım ve darbeli akım olmak üzere iki farklı TIG (Tungsten Inert Gas) süreci kullanılmıştır. Her bir kaynak tipi için ERNiCr-3, TIG 316L ve burgu (ERNiCr-3) olmak üzere üç farklı dolgu metali kullanılmıştır. Toplam 6 deney düzeneği, makro yapı, mikro yapı, mekanik ve korozyon direnci konularında incelenmiştir. Çalışma sonucunda sürekli akım TIG kaynak yöntemi yerine darbeli akım TIG kaynak yöntemi kullanmanın zararlı ikincil faz oluşumunu azalttığı tespit edilmiştir. Inconel 625 malzemesinin ve ERNiCr-3 malzemenin içinde bulunan Nb elementinin ikincil faz oluşumunu arttırdığı bilinmektedir. Bu sebeple dolgu tellerinden bir tanesi Nb elementinden yoksun TIG 316L teli olarak seçilmiştir. Fakat buna rağmen kaynak bölgesinde yüksek miktarda Nb elementi içeren ikincil fazlar tespit edilmiştir. Bu duruma kalın parçaları kaynatmak için gerekli çok paso uygulamasının fazla ısı girdisinin neden olduğu anlaşılmıştır. Kaynak neticesinde bazı numunelerin SEM/EDAX analiz sonuçlarında ana metal ve ya dolgu metali kimyasal kompozisyonunda bulunmayan elementler tespit edilmiştir. Bu durumu önlemek için kaynak ekipmanlarının kaynaktan önce mutlaka temizlenmesi ve kaynak işleminin çevrede bulunan tozlara karşı yalıtılmış bir bölgede yapılması gerekmektedir. Yapılan bütün mikro yapı, mekanik testlere göre en iyi sonuçlar, korozyon testine göre de en az malzeme kaybı burgu dolgu metalinin darbeli akım TIG ile kullanıldığı deneyde tespit edilmiştir.
Metal nano partiküllerin kullanımı ile seçici katalitik indirgeme sistemi tasarlanması ve test edilmesi
Bu çalışmada, katalitik özelliğe sahip olan farklı metal nanopartiküllerinin kullanımıyla katalizörlerin üretilmesi ve üretilen katalizörlerin tasarlanan seçici katalitik indirgeme sisteminde (SCR) test edilmesi amaçlanmıştır. Emdirme yöntemi kullanılarak Ag-Nb-Pt/Kordiyerit (ANP), Ti-V-Cu/Kordiyerit (TVC) ve Ti-V-Mo/Kordiyerit (TVM) katalizörleri üretilmiş ve bu katalizörlerin karakterizasyonu SEM, BET ve XRD analizleri yapılarak belirlenmiştir. İstenen özelliğe sahip olan katalizörler gerçek dizel motor egzoz emisyonu kullanılarak SCR test sisteminde performans testlerine tabi tutulmuştur. Testler 30000 h-1 alan hızında, farklı motor yükleri altında (1 kW, 2 kW, 3 kW ve 4 kW) ve farklı sıcaklıklarda (200 oC ile 300 oC arasında) gerçekleştirilmiştir. İndirgeyici olarak oksijenli hidrokarbon olan alkoller (etanol, propanol, n-bütanol, n-pentanol ve bunların eşit oranda karışımı) kullanılmıştır. ANP katalizörünün performans testi yapıldıktan sonra diğer katalizörlerle kombin yapılarak ANP-TVC, ANP-TVM ve ANP-TVC-TVM katalizörleri oluşturulmuş ve bu katalizörlerin performans testleri gerçekleştirilmiştir. Egzoz gaz sıcaklığının artışıyla bütün katalizörlerin NOx dönüşüm verimlerinin arttığı belirlenmiştir. Katalizörlerin ve indirgeyicilerin kullanımı ile %42-%90,6 arasında değişen NOx dönüşüm oranları tespit edilmiştir. En yüksek NOx dönüşüm verimi 1 kW motor yükü altında, 300 oC sıcaklıkta, n-bütanol kullanımıyla elde edilmiştir ve en iyi aktiviteyi ANP-TVC-TVM katalizörü göstermiştir.
Al 7075'in cnc frezelenmesinde işlem parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne ve kesme enerjisine etkisinin taguchi yöntemi ile optimizasyonu
Bu çalışmada, talaşlı imalatta yaygın bir uygulama alanı olan CNC Frezeleme prosesinde 7075 serisi alüminyum malzemenin kuru ortam şartlarında Taguchi yöntemi kullanılarak yüzey pürüzlülüğü ve kesme enerjisi için en uygun işlem parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. İşlem parametreleri ilerleme hızı, kesme hızı ve kesme derinliği olarak belirlenmiş olup bu parametrelerin yüzey pürüzlülüğüne, şebeke üzerinden çekilen akım miktarına ve tüketilen enerji üzerindeki etkileri irdelenmiştir. Deneylerin analizinde Taguchi yönteminin kullanılması çeşitli kontrol ve gürültü faktörleri göz önüne alındığında, bir yanıt değişkeninin optimize edilebileceği etkin ve etkili deneysel yöntem olmasıdır. Ayrıca daha az deneysel çalışma yapılarak en uygun işlem parametrelerinin belirlenmesi sağlanmıştır. Bu da hem zaman hem de maliyet açısından avantaj sağlamıştır. Deneyler sonucunda en iyi yüzey pürüzlülük değeri 0,39μm olarak bulunmuştur. Bu değer, ilerleme hızının 200mm/dk, kesme hızının 2000dev/dk ve kesme derinliğinin 0,5mm olduğu deney koşullarında elde edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğüne en çok etki eden parametre ilerleme hızı olmuştur. Deneyler sonucunda en düşük akım miktarı 0,9A olarak bulunmuştur. Bu değer, ilerleme hızının 150mm/dk, kesme hızının 1000dev/dk ve kesme derinliğinin 0,5mm olduğu deney koşullarında elde edilmiştir. Şebekeden çekilen akıma en çok etki eden parametre kesme derinliği olmuştur. Belirlenen akım miktarı ve işlem süresi göz önüne alınarak tüketilen en düşük enerji miktarı 7089,28j olarak hesaplanmıştır. Bu değer, ilerleme hızının 250mm/dk, kesme hızı 1500 dev/dk ve kesme derinliği 0,5mm olduğu deney koşullarında elde edilmiştir.
Çok raflı güneş enerjili kurutucu ile elma kurutma koşullarının optimizasyonu
Ülkemizde üretim payı yüksek olan meyvelerden biri olan elma; taze tüketiminin yanı sıra gıda sektöründe elma suyu, elma sirkesi, marmelat, elma cipsi gibi işlenmiş ürün olarak da sıklıkla kullanılmaktadır. Gıdaların işlenerek raf ömrü uzun ürün elde edilmesinde sıklıkla kullanılan yöntemlerden biri kurutma işlemidir. Bu tez çalışmasında da Türkiye'de üretimi en çok yapılan elma çeşitlerinden biri olan Starking Delicious, çok raflı güneş enerjili kurutucuda kurutulmuştur. Beş raftan oluşan kurutucuda, her rafta 300 dakika olarak belirlenen kuruma süresi boyunca 30 dakikada bir ağırlık ve hacim ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen ilk verilere göre denemelerin yapılacağı raf belirlenmiştir. Ayrıca çok raflı güneş enerjili kurutucuda yapılan kurutmanın yanı sıra gölgede ve direkt güneş altında da kurutma yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Kurutma koşullarının optimizasyonu, Yanıt Yüzey Metodu (YYM) kullanılarak belirlenmiştir. Kurutma parametreleri dilim kalınlığı, kurutma süresi ve taze ürün miktarı olarak seçilmiştir. Optimizasyonu yapılacak yanıtlar ise nem kaybı, kuruma hızı ve büzülme oranı olarak belirlenmiştir. Kurutma, mevsim şartları göz önüne alınarak Haziran, Temmuz ve Ağustos aylarında yapılmıştır. Ön denemeler sonucunda üç faktörlü merkezi kompozit dizayn (CCRD) kullanılmış; kurutma süresi 58.6- 361 dakika (dakika), yaş elma dilim miktarı 32.7- 167 gram (g) ve elma dilim kalınlığı ise 3.98- 9.02 milimetre (mm) aralığında uygulanarak deneysel tasarım oluşturulmuş ve deneyler yapılmıştır. Elde edilen verilerin varyans analizi (ANOVA) sonucunda ikinci dereceden modeller oluşturulmuş ve bu modellerin analitik çözümleri yapılarak optimum kurutma koşulları bulunmuştur. Maksimum nem kaybı ve büzülme oranı, minimum kuruma hızı için kurutma süresi 159.042- 274 dakika, taze ürün miktarı 92.86- 105.72 g ve elma dilim kalınlığı ise 6.48- 6.667 mm olarak belirlenmiştir.
Matlab simulink ortamında kullanılabilen arduino temelli kontrol deney seti tasarımı
DC Motorlar konum ve hız kontrolü gerektiren uygulamalarda düşük hızlarda yüksek tork kapasitelerine sahip olmaları nedeniyle sıklıkla kullanılmaktadır. Açık çevrim kontrol edildiklerinde tatmin edici sonuçlar elde edilemediği için kapalı çevrim olarak kontrol edilirler. DC Motorların yüksek hassasiyet gerektirmeyen uygulamalarda kontrolü için PID denetleyiciler kullanılır. Endüstriyel kontrolde PID kontrol yaygın olarak kullanılmaktadır ve bu nedenle çıkış değeri üzerinde büyük etkisi olan PID parametrelerinin belirlenmesi önem kazanmaktadır. PID Kontroller nesnesi ile PID Tuner ara yüz programı kullanılarak PID katsayıları bulunabilir. Kullanıcılar tarafından kolay kullanılması amacıyla tasarlanan Arduino mikrodenetleyicisi gerçek zamanlı kontrol uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Arduino ile motor sürücü kullanılarak DC Motor istenilen PWM değerinde çalıştırılır. Bu tez çalışmasında bir DC Motorun çeşitli ölçüm ve deneyler sonucunda bulunan matematiksel parametreleri kullanılarak Matlab-Simulink ortamında simülasyon ve gerçek zamanlı davranışları incelenmiştir. DC Motor sürücü sisteminin simulink benzetim modeli yapılmış ve elde edilen sonuçlar oluşturulan gerçek zamanlı deneysel model ile karşılaştırılmıştır. Gerçek zamanlı kontrol için oluşturulan simulink modeli kullanılarak Arduino mikrodenetleyicisine bağlı DC Motorun PWM (Pulse Width Modulation/Darbe Genişlik Modülasyonu) tekniğiyle üretilen kontrol sinyalleri ile gerçek zamanlı kontrolü sağlanmıştır. Ölçülen hız bilgileri PID kontrolöründen geçirilerek DC Motorun hızı kontrol edilmiştir. Simülasyon ortamında belirlenen PID katsayıları gerçek zamanlı kontrole uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar simülasyon ortamında elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca DC Motorun gerçek zamanlı kontrolünde PI ve PID kontrolörler kullanılarak elde edilen hız(rpm) sonuçları karşılaştırılmıştır. PI ve PID kontrolör kullanılarak aynı koşullarda yapılan deneyler sonucunda ISE, ITSE, IAE ve ITAE gibi farklı kriterler kullanılarak kontrolörlerin performansı kıyaslanmıştır. DC Motorun sistem modelleme çalışmalarında tercih edilmesi ve kullanıcıların kolaylıkla ulaşabildiği bir eleman olduğu için yapılan bu deney seti öğrenciler, öğretmenler ve diğer kullanıcıların faydalanabileceği biçimde hazırlanmıştır.
Pirinç çeltiğinin çekilmesi sonucu elde edilen pirinç tanelerinin sınıflandırılması işleminin makine öğrenmesi ile gerçekleştirilmesi
Günümüzde pirinç çeltiğinin çekilmesi sonucu kabuğundan ayrılan pirinç tanelerinin sınıflandırılması el ile yapılmaktadır. Bu yöntem ilgili sektörde zaman kaybı ve iş gücü verimsizliğine neden olarak ekonomik kayıplara yol açmaktadır. Bu soruna çözüm üretmek amacıyla daha önceden çekilmiş pirinç tanelerin makine öğrenmesi yöntemiyle sınıflandırılması bu tez sonucunda amaçlanmaktadır. Söz konusu sınıflandırılma işlemi için makine öğrenmesi yöntemlerinden faydalanılmıştır. Makine öğrenmesi yöntemleriyle ile makineler ses, görüntü, sinyal, metin gibi verileri kullanarak sınıflandırma, nesne tanıma, ses tanıma ya da dil çevirileri gibi özelleşmiş görevleri en az hatayla yerine getirir duruma gelmişlerdir. Son yıllarda makine öğrenme yöntemlerinin sürekli geliştirilmesiyle görüntü işleme, ses işleme ve robotik gibi alanlara bu yöntemler önemli bir yer bulmuştur. Bu tezde kullanılan makine öğrenmesi yöntemleri ile ilgili sektörde zaman kaybı ve iş gücü verimsizliğinin giderilmesi hedeflenmekte, ilerleyen süreçlerde sınıflandırılmaya ihtiyaç duyulan diğer sektörlerde de mevcut sorunların giderilmesine katkıda bulunulacak çalışmalara temel oluşturması amaçlanmaktadır. Tezde pirinçlerin fotoğraflanması ve parçalanması süreci ayrıntılı biçimde anlatılmıştır. Parçalanma sürecinde Sobel Kenar Bulma Algoritması'ndan faydalanılmıştır. Pirinçlere ait görüntülerin özelliklerinin çıkarılmasında, boyut kestirimi, RGB, HSL, HSV, CIEXYZ, CIELAB renk uzayları ve değerlerinin tespiti ve GLCM özellik vektörü ile ilgili ayrıntılı bilgilere yer verilmiştir. Teze ismini veren makine öğrenmesi bahsinde kullanılan yöntemler Karar Ağaçları (Decision Tree), Destek Vektör Makineleri (Support Vector Machine), Naive Bayes, K En Yakın Komşu Algoritması (K-Nearest Neighborhood Algorithm) ve Derin Öğrenme Yöntemi (Deep Learning) olmuştur. Bu modellere ait bilgiler ile uygulamada nasıl kullanıldıkları ve uygulamaya ilişkin sonuçlar son bölümde paylaşılmıştır. Tez sonucunda uygulanan makine öğrenmesi yöntemlerine ait sonuçlar karşılaştırmalı olarak gösterilmiş ve en başarılı makine öğrenmesi yöntemi İkinci Dereceden Destek Vektör Makineleri olmuştur.
Seramik,karbon ve seramik-karbon kaplı fren disklerinin frenleme performansına etkisinin araştırılması
Araçlarda duruş mesafesi ve fren kabiliyeti can ve mal kaybını önlemede büyük önem taşımaktadır. Frenler; hareket halinde olan aracı yavaşlatmak ve durdurmak, taşıtın hızını kontrol altında tutmak ve diğer taraftan duran taşıtı yerinde tespit freni ile sabitlemek için kullanılır. Frenler; kinetik enerji veya potansiyel enerjinin sürtünme, hız ve kütle ile birlikte ısı enerjisi üretmesi, oluşan bu ısının atılması gibi iki ana işlevi yerine getirir. Frenleme anında, iki parçanın yani disk ve balata malzemesi için belirlenmiş termik sabit sıcaklığın üstüne çıkıldığında balatanın sürtünme katsayısı düşmektedir. Diskte ise ani soğuma ve sıcaklık artışı, sıcaklığa bağlı yorulma kaynaklı çatlamalara ya da deformasyonlara neden olmaktadır. Sonuç olarak frenleme performansı düşüşe geçmektedir. Çalışmamızda dört adet binek otomobilin fren diski alınıp, kıyaslama için bir adet i kaplanmamış (orijinal bırakılmış), diğerleri ise seramik, karbon ve seramik-karbon olarak yüzey kaplama yöntemleri ile kaplama yapılmıştır. Kaplamalarda amaç, sürtünme katsayılarının yükseltilmesi, sıcaklıklarının azalması ve darbe dayanımlarının arttırılması hedeflenmektedir. Disklerin ve balataların mikroskobik yüzey incelemeleri, yüzey sertlik ölçümleri, yüzey pürüzlük ölçümleri, test öncesi ve sonrası ölçümleri yapıldı. SAE'nin J 2522 (Glabol etkinlik değerlendirmesi) standardına uygun, mümkün olan en eşit koşullarda fren dinamometresinde geniş ve kapsamlı fren etkinlik testine sokuldu. Testlerde disk-balata ikilisinin aşınma, sürtünme ve sıcaklığa bağlı fren zayıflaması davranışları incelendi.
Farklı iki malzemenin sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesinde kaynak parametrelerinin bağlantının mekanik özelliklerine ve korozyon direncine etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada EN AW-5083-H111 ve EN AW-6082-T651 alüminyum alaşımı malzemeler Sürtünme Karıştırma Kaynak (SKK) yöntemiyle birleştirilmiştir. Takım omuz çapı, takım devri ve takım ilerleme hızlarından oluşan farklı parametrelerde kaynaklı bağlantılar üretilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerin mekanik özellikleri (akma mukavemeti, çekme mukavemeti, kaynak sünekliği, mikrosertlik), metalografik özellikleri (optik mikroskop ve SEM) ve korozyon davranışları birbirleri ile karşılaştırılarak incelenmiştir. Kaynaklı birleştirmelerin akma mukavemetleri 136-217 MPa, çekme mukavemetleri 159-230 MPa ve % uzama değerleri 2.28-5.44 arasında olduğu belirlenmiştir. Optik mikroskop incelemelerinde kaynak bağlantılarının genelinde kaynak hatası görülmemiştir. Korozyon deneyi sonuçlarında, ağırlık kaybının gözenekli kaynak içyapısında ve deforme olmuş yüzey yapılarında daha fazla olduğu görülmüştür. Kaynaklı bölgelerin genelinde sertlik değerleri EN AW-6082 esas metali tarafında daha yüksek değerlerde seyrederken, EN AW-5083 esas metali bölgesinde düşük değerlerde olduğu görülmüştür.
Bilgisayar kontrollü çok fonksiyonlu akım kaynağı tasarımı ve uygulamaları
Elektrodepozisyon tekniği, uzun yıllardır metalik kaplamalar üretmek için kullanılan en ekonomik yöntemlerden biridir. Elektrodepozisyon yöntemi ile metal kaplama proseslerinde temel hedef, aşınma, korozyon, yüksek sıcaklık dayanımı, sertlik gibi konularda malzeme yüzeyleri için daha iyi sonuçlar elde etmektir. Elektrodepozisyon yöntemi ile metal kaplamaların üretimi için yaygın olarak Doğru Akım (DC) kullanılır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, DC elektrodepozisyon yöntemine ek olarak kaplama işlemleri için Pulse Akım (PC) ve Pulse Reverse Akım (PRC) elektrodepozisyon yöntemlerini kullanmanın ve akım dalga formundaki değişikliklerin kaplama sonuçlarını olumlu yönde etkileyebileceği gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında, elektrodepozisyon yöntemi ile metal kaplama işlemini gerçekleştirebilmek amacı ile mühendislik alanında kullanılan temel sinyalleri akım dalga formlarına dönüştürebilen yeni bir akım kaynağı (akım üreteci) sistemi tasarlanmıştır. Akım üreteci sistemi, güç elektroniği devre topolojilerinden olan Buck Converter ve H-Bridge kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Öngörülen akım dalga biçimlerini üretmek için, doğrusal olmayan bir algoritma olan Yapay Sinir Ağı (YSA), hibrit güç elektroniği sistemine uyarlanmıştır. Üretmiş olduğumuz yeni nesil akım üreteci sistemi kullanılarak elektrodepozisyon yöntemi ile maksimum akım (Imax) koşulu için kaplama deneyleri gerçekleştirilmiştir. Kaplama işleminde katot olarak Bakır (Cu) ve anot olarak Nikel (Ni) kullanılmıştır. Kaplama deneyleri, her akım formu için 3 farklı frekansla tekrarlanmıştır. Kaplama sonrasında, kaplanan alanların yüzey morfolojisi ve kenar kaplama başarısı incelenmiş ve DC, PC ve PRC yöntemleri ile karşılaştırılarak sonuçlar tartışılmıştır.
PLC kontrollü kurutucu konveyör tasarımı ve imalatı
Bu çalışmada kurutucu konveyör sistemi (KKS) tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. KKS, doğrudan (pasif) güneş enerjili kabin tipi kurutma sistemidir. İlk olarak kurutma kabininin boyutlandırılma hesapları yapılmıştır. İkinci olarak kabin havalandırması için gerekli hava miktarı hesaplanmıştır. Üçüncü olarak kurutulacak ürünün yüklenmesi ve boşaltılmasını kolaylaştırmak amacı ile taşıyıcı konveyör bant sistemi tasarımı yapılmıştır. Daha sonra kabin üzerine yerleştirilecek olan güneş radyasyonunun geçmesine izin veren cam seçimi, fan seçimi, ağırlık ölçer, sıcaklıkölçer ve nemölçer gibi algılayıcı seçimleri yapılmıştır. Tasarım işlemi ve gerekli donanım seçimleri yapıldıktan sonra kurutma sisteminin imalatı yapılmıştır. Kurutma sistemine ait taşıyıcı konveyör bant sisteminin denetimi ve sıcaklık, nem ve ağırlık gibi verilerin toplanması ve kaydedilmesi için PLC kullanılmıştır. İmalatı yapılan kurutma sisteminin performansını değerlendirmek için Adana ilinde Ağustos ve Eylül aylarında hasat edilen yaş erik meyvesi seçilmiştir. Deney sonucunda yemeye hazır yarı kurutulmuş erik elde etme amaçlanmış ve deney Eylül ayında yapılmıştır. Deneysel çalışmada kurutma işleminin başlangıcından bitimine kadar yaş ürünün ağırlık ölçümleri, kabin giriş havasına, kabin içindeki havasına ve kabin çıkış havasına ait sıcaklık ve nem ölçümleri yapılmış ve kaydedilmiştir. Yaş erik meyvesi çok yüksek su içeriğine ve su aktivasyonuna sahip olduğu için ve deneyler Eylül ayında yapıldığı için deneyler yedi gün sürmüştür. Gereken hesaplamalar MATLAB ile modellenmiş, kurutma işlemi psikrometrik diyagrama çizilmiş ve sistem performansını görmek için diğer grafikler çizilmiştir. Deneylerde istenilen tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir. Eylül ayına göre Ağustos ayında güneş radyasyonu daha yüksek olduğu için yaş erik meyvesinin hasat işleminden sonra kurutmanın Ağustos ayında yapılmasının daha iyi sonuçlar vereceği sonucuna varılmıştır
Organik atık ürünlerin kompozit fren balatalarında kullanılabilirliğinin araştırılması
Kompozit sürtünme malzemesi olan balata, fren sisteminin frenleme performansında önemli rol oynayan başlıca bileşenidir. Balataların mekanik ve tribolojik davranışlarını araştırmak, frenleme performansını iyileştirmek için balata kompozisyonu ve üretim parametreleriyle ilgili birçok çalışma yapılmış olup, araştırmalar devam etmektedir. Üretilen balataların ekonomik olması, çevre dostu olması ve insan sağlığını tehlikeye atmaması beklenmektedir. Bu nedenle kompozit içeriğinde kullanılan malzemelere alternatif olarak organik atık ürünlerin kullanımı artmıştır. Bu çalışmada, mısır kabuğu, keten, kenevir, hindistan cevizi ve bambu tozu (kütlece %5, %10 ve %15) olmak üzere beş çeşit malzeme kullanılarak 16 adet farklı içerikli balata numuneleri üretilmiştir. Numuneler sırayla toz karıştırma, ön şekillendirme ve sıcak presleme işlemlerini kapsayan toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. Numunelerin özgül aşınma miktarı ve sürtünme katsayısı, gri dökme demir diskin bulunduğu bir test cihazında deneyler uygulanarak elde edilmiştir. Balata numunelerinin sertlik, yoğunluk, yüzey pürüzlülüğü gibi fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Sürtünme testinden sonra numunelerin aşınan yüzeylerinin mikroyapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Ayrıca Elektron Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) yardımıyla aşınan yüzeylerin kimyasal analizleri elde edilmiştir. Yapılan çalışmanın sonucu, üretilen organik atık malzeme içerikli numunelerin sürtünme performansı açısından iyi davranış sergilediğini göstermiştir. En iyi sürtünme katsayısı değerleri %10 oranında hindistan cevizi, keten, kenevir ve bambu, %5 oranında keten içerikli numunelerde görülmüştür.
Farklı tasarımlara sahip yakma sistemlerinde bor türevi katkılı yakıtların yanma karakteristiklerinin incelenmesi
Bu yüksek lisans tez çalışmasında farklı yakma sistemlerinde saf ve karışımlı yakıt kullanımının yanma performansı ve emisyonlar üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Saf yakıt olarak benzin ve trietil borat (TEB), karışımlı yakıt olarak benzin-TEB kullanılmıştır. Deneylerde oksitleyici olarak hava ve ozonun kullanımının etkileri de incelenmiştir. Çalışmanın deneysel kısmını; yakıtların damlacık boyutunda yanma deneyleri, kanal boyunca yakıtların yanma deneyleri, Meker-Fisher beki ve imalatı gerçekleştirilen farklı özelliklere sahip beklerdeki yanma deneyleri oluşturmaktadır. Çalışmanın damlacık deneyleri kısmında; saf ve karışımlı yakıtlar için damlacık boyutunda atomizasyon davranışlarının incelemesi, zamana bağlı damlacık sıcaklık değişimi, tutuşma gecikmesi, yanma süresi, damlacık çap değişimi ve yakıtların yanma davranışlarının tespiti gerçekleştirilmiştir. Damlacık deneylerinde TEB'in yüzde kütlece karışım oranları için %0TEB, %20TEB, %40TEB, %60TEB, %80TEB ve %100TEB ile kullanım testleri yapılmış, yakıtlarının damlacık boyutunda davranışı incelenmiştir. Testlerin kanal akışı yanma deneyleri kısmında, saf ve karışımlı yakıtlar için kanal akışı boyunca alev ilerleyişi, alev kemilüminansı ve yanma hızları gözlemlenmiştir. Kanal akışı yanma deneylerinde %0TEB ve %100TEB yakıtları için akış boyu yanma davranışı karşılaştırılarak incelenmiştir. Bek deneylerinde %0TEB, %5TEB, %15TEB, %25TEB yakıt karışımları için yanma davranışı, sıcaklık değişimi ve emisyon oluşumları araştırılmıştır. Bek deneyleri için CORET-1, CORET-2, CORET-3, CORET-4 beklerinin imalatı gerçekleştirilmiş ve Meker-Fisher beki ile yanma performansları detaylı olarak karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmada oksitleyici olarak hava ve ozon kullanımı, oksitleyici giriş sayısı, farklı debilerde yakıt gönderimi ve beklerin çap değişimlerinin yanma performansına ve emisyon üzerindeki etkisi tez kapsamında deneysel olarak araştırılmıştır. Genel sonuç olarak yakma sistemlerinde, benzine göre saf TEB ve TEB-benzin karışımı kullanımının yanma performans parametrelerini arttırdığı ve emisyonları azalttığı gözlenmiştir. Tüm yakma test düzeneklerinde elde edilen sonuçlar ve gözlemler, incelenen yakıtlar için detaylı bir şekilde karşılaştırılarak verilmiş ve yorumlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Trietil Borat, Alternatif Yakıtlar, Bor, Yanma, Yakma Sistemleri
Structural and topological optimization of steel construction profiles in solar energy systems
In the manufacturing sector; While the manufacturers take into account the product features and customer demands, they try to develop their products at a lower cost. The first step of production is sales. According to the feedback obtained from the product sold, it is possible to make suitable designs according to the desired quality characteristics and standards of the product to be manufactured. In the process of making the most appropriate production, the C profiles of the solar panels in the steel construction, which were created using structural and topology optimization methods, were subjected to finite element analysis and the optimum design was aimed.
Folyo aktüatör kaynak cihazı tasarımı, prototip imalatı ve uygulamaları
Buharlaştırılmış folyo aktüatör kaynağı küçük ölçekli uygulamalar için ön plana çıkan, geleneksel kaynak metotlarının sınırlılıklarını aşmayı başaran bir imalat yöntemidir. Özellikle farklı metallerin sorunsuz birleştirilmesini sağlar ve bu yönüyle üstün bir imalata izin verir. Bu tez çalışmasında, katı hal kaynak yöntemlerinden birisi olan ve dünyada yeni bir patlatma kaynak yöntemi olarak geliştirilen, buharlaştırılmış folyo aktüatör kaynağı için bir prototip tasarlanarak imal edilmiş ve deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bu tür inovatif imalat yöntemleri, endüstriyel uygulamalarda ve farklı metal birleştirme ihtiyaçlarında önemli bir rol oynamaktadır. Çalışmamız, imalat teknolojileri araştırmalarına ve bu yeni teknolojinin gelişimine katkı sağlaması açısından önem taşımaktadır. İmal edilen prototipte, doğru akım (DC) kapasitörleri aracılığı ile depo edilen elektrik enerjisi, birleştirme bölgesine yönlendirilerek, aktüatör folyo buharlaştırılmış ve folyo üzerinde istiflenen malzemeler için kaynak işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaynaklanmış numunelerde, SEM analizi sonuçları değerlendirilerek yorumlanmıştır. Ayrıca yeni bir teknik olan buharlaştırılmış folyo aktüatör kaynağı için güvenli çalışma adımlarını belirlemek amacıyla risk analizi yapılmış ve yorumlanmıştır.
Günlük yaşamda kullanım amaçlı ayak bileği telerehabilitasyon cihazı tasarımı
Ayak bileği rehabilitasyon cihazları, bir ayak bileği yaralanmasından sonra fiziksel bozuklukları iyileştirmek ve normal işlevi geri kazandırmak için fizik tedavi müdahalesi sağlayarak ayak bileği hareketini ve kas gücünü etkili bir şekilde iyileştirilmesine, kas atrofisini önlenmesine ve daha hızlı iyileşme sürelerine ve daha iyi tedavi sonuçlarına katkıda bulunabilmektedir. Bu tez çalışması, düşük maliyetli, kolay taşınabilir, katlanabilir, dorsal fleksiyon, plantar fleksiyon, inversiyon ve eversiyon hareketlerini gerçekleştirebilecek iki serbestlik derecesine sahip, aktif terapötik egzersizleri (eklem hareket açıklığı egzersizi, kuvvetlendirme egzersizi, izotonik egzersizleri) gerçekleştirecek ev temelli bir telerehabilitasyon cihazını tasarlamayı amaçlanmıştır. Cihazın ayak platformunda, dorsal fleksiyon, plantar fleksiyon, inversiyon ve eversiyon hareketleri sırasında oluşan kuvvetleri ölçmek için dört adet kuvvet sensörü kullanılmıştır. Cihaza konulan ivme ve jiroskop sensörü ile X, Y, Z eksenlerinde oluşan açı bilgileri ölçülmüş ve ölçülen değerler toplanmıştır. Ayağın uyguladığı kuvvete karşı direnç kuvvet uygulayıcısı için yaylı sistem kullanılmış ve direnç kuvvetlerinin manuel olarak 3 kademeli zorluk derecesine göre kolaylıkla ayarlanması sağlanmıştır. Tasarlanan cihazda kullanılan sensörlerden elde edilen verilerin oluşturulan kullanıcı dostu ara yüzde işlenmesi için kablosuz haberleşmeye olanak sağlayan ATMega 2560 MCU Kart kullanılarak bluetooth üzerinden iletişim sağlanmıştır. Cihazın tüm mekanizma işlevselliği, gerçek zamanlı sensör ölçümleri, arayüz işlevselliği ve ölçüm analizlerine dayalı geri bildirim sonuçları 10 sağlıklı katılımcı üzerinde test edilmiştir. Elde edilen ümit verici sonuçlar, düşük maliyetli, kolay taşınabilir ve çok yönlü ev tabanlı bu tele-rehabilitasyon cihazının geliştirilmesi yoluyla ayak bileği rehabilitasyonu alanında önemli bir katkı sunma potaensiyeline sahiptir. Sonuç olarak ayak bileği eklemlerinin rehabilitasyonuna yardımcı olmak ve ayak bileği yaralanmaları veya nörolojik hastalıkları olan hastalarda hareket ve kas gücünü artırmak için düşük maliyetli, kolay taşınabilir, katlanabilir, iki serbestlik derecesine sahip bir ayak bileği rehabilitayson cihazı önerilmiştir.
Hibrit üretim teknolojileri ve endüstriyel uygulamalardaki geleceği
Hibrit imalat, geleneksel üretim yöntemlerini dijital teknolojilerle birleştiren ve bu sayede daha esnek, verimli ve özelleştirilebilir üretim süreçlerini mümkün kılan bir yaklaşımı ifade eder. Yapay zekâ, bilgisayar sistemlerine, insana benzer zekaya sahip olma yeteneği kazandırmayı amaçlayan bir bilim dalıdır. Yapay zekâ, öğrenme, problem çözme, dil anlama ve karar verme gibi insan benzeri yetenekleri simüle etmeye odaklanır. Veri analitiği, büyük veri setlerinden anlam çıkarmak ve bu anlayışı iş stratejilerini geliştirmek için kullanmak amacıyla istatistiksel ve matematiksel yöntemleri kullanan bir disiplindir. Bu tez, hibrit üretim teknolojilerinin endüstriyel uygulamalardaki rolünü ve evrimini inceleyerek, özellikle yapay zekâ ve veri analitiğinin bu hibrit üretim süreçlerindeki etkisini ele almaktadır. Tez, hibrit üretim teknolojilerinin tanımını sunarak, mevcut endüstriyel uygulamalardaki kullanım durumlarını analiz etmektedir. Yapay zekâ ve veri analitiği kavramlarını temelde açıklar ve bu teknolojilerin hibrit üretim süreçlerinde nasıl entegre edilebileceği tartışılmaktadır. Ayrıca, literatür taramasıyla, yapay zekâ ve veri analitiğinin, üretim süreçlerindeki verimliliği, tahmin yeteneklerini ve karar alma süreçlerini nasıl optimize ettiğini inceleyerek, endüstriyel uygulamalardaki gelecekteki potansiyelini değerlendirmektedir. Bu bağlamda, tez, hibrit üretim teknolojilerinin evrimini anlamak ve bu teknolojilerin gelecekteki endüstriyel uygulamalarda nasıl şekillenebileceğine dair öngörülerde bulunmaktadır.
Topoloji optimizasyonu tekniği kullanılarak taşıt park fren kol mekanizmasının tasarım ve analizi
Son yıllarda otomotiv sektöründeki firmalar, taşıtlarda yakıt tüketimini azaltmak ve enerji verimliliğini arttırmak için yeni çalışmalara yönelmişlerdir. Enerji tüketiminin düşürülmesi, karbon salınımının azaltılması, çevrenin korunması ve iklim değişikliği konuları ile ilişkili olarak mühendislik çalışmalarında sürdürülebilirlik için optimizasyon kavramı önemli bir yere sahiptir. Tasarımda en iyi boyut, şekil ve topolojiyi elde etmek amacıyla bileşenler yapısal optimizasyon teknikleri kullanılarak optimize edilir. Topoloji optimizasyonu, malzeme dağılımını en uygun şekilde düzenleyerek taşıtların temel bileşenlerinin ağırlığını azaltmada kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, topoloji optimizasyon yöntemini kullanarak mekanik özelliklerinden ödün vermeden bir taşıt bileşeninin ağırlığını azaltmaktır. Taşıt elemanı olarak iki farklı (Model 1 ve Model 2) park fren mekanizması seçilmiştir. Fren sistemi, aktif ve pasif taşıt güvenlik sistemleri içinde önemli yere sahiptir. Park freni temel bileşenleri (kol, dişli ve tetik) için statik yapısal analiz ve topoloji optimizasyonu uygulanmıştır. Topoloji optimizasyonu sonrası nihai geometri için aynı şartlar altında (malzeme, yük ve destek noktaları) doğrulama amacıyla statik yapısal analizler tekrarlanmıştır. Statik analizlerde park fren kolu için 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 N ve fren teli için 100 N kuvvet uygulanmıştır. Dişli ve tetik elemanlarına 100 N kuvvet uygulanmıştır. Analizler, AISI 1000, AISI 1020, AISI 4340 ve S235 malzemeler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Topoloji optimizasyonu için yanıt kısıtı olarak ağırlık seçilmiştir. Boşaltım oranları %50, %55, %60, %65, %70, %75, %80, %85, %90 ve %95 olarak belirlenmiştir. Topoloji optimizasyonu öncesi ve sonrası bileşenlerin ağırlıkları karşılaştırılmıştır. Model 1 park fren kolu ve dişli için ağırlık azaltımı sırasıyla %18,48 ve %34,86'dır. Model 2 park fren kolu, dişli ve tetik için ağırlık azaltımı sırasıyla %13,85, %21,54 ve %17,66'dır. Analiz sonuçları, park fren kolu, dişli ve tetik tasarımı için en uygun malzemenin AISI 4340 olduğunu göstermiştir.
AISI 1040 çeliğinin CNC yüzey frezeleme ile işlenmesinde yüzey pürüzlülüğü ve talaş kaldırma miktarının gri-bulanık algoritma ile modellenmesi
Bu tez çalışmasında AISI 1040 çeliğinin CNC (Bilgisayar Destekli Tasarım Ve Modelleme) Yüzey Frezeleme ile işlenmesinde yüzey pürüzlülüğü ve talaş kaldırma miktarı, Gri Bulanık Algoritma ile Taguchi L16 ortoganal dizilimi kullanılarak optimize edilmiştir. Çalışmada ilk olarak deney parçaları CNC tezgâhında HSS Ø 20mm parmak freze ile belirlenen kesme parametreleri doğrultusunda işlenmiştir. İşlem parametreleri kesme hızı olarak 47.10, 62.80, 78.50, 94.20 mm/dak, kesme derinliği olarak 0.5, 0.75, 1, 1.25 mm, kesme metodu olarak zig-zag, morph spiral, one way zig, tezgah mili devir sayısı olarakta 750, 1000, 1250, 1500 dev/dak değerleri kullanılmıştır. Yapılan deneylerde ortalama pürüzlülük değeri (Ra) ve talaş kaldırma miktarı (Mrr) değerleri ölçülmüş ve bu değerler Gri bulanık algoritmanın girdi parametresi olarak belirlenmiştir. Ra ve Mrr' nin çıktı parametresi olarak ise GRG (grey relation grade) kullanılmıştır. Girdi ve çıktı değerleri üyelik fonksiyonu şeklinde matematiksel kümeler biçiminde ifade edilmektedir. Bu alt kümeler "endüşük-düşük-orta-yüksek-dahayüksek-enyüksek" isimleriyle adlandırılmıştır. Girdi ve çıktı değişkenlerinin her bir alt kümesi fuzzy toolboxta mamdani çıkarım modellemesiyle bulanıklaştırılmış ve sonrasında elde edilen çıktı değerleri centroid yöntemine göre durulaştırılarak matematiksel ifadelere dönüştürülmüştür. Parametreler arasındaki değişkenliklerin yüzey pürüzlülüğüne ve talaş kaldırma miktarına etkisi gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlarla talaş kaldırma oranı ve yüzey pürüzlülüğü ilişkisi Anova analizi ile incelenmiştir. Buna göre talaş derinliğinin % 39.47, ilerlemenin %24.73, kesme stratejisinin %17.21 ve kesme hızının % 4.76 oranlarında etkisi olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmanın deney bulgularına göre en iyi ortalama pürüzlülük değeri 14 nolu deneyde 2.76 µm olarak ölçülmüştür. Varyans analizinin çıktı verilerine göre ideal yüzey pürüzlülüğüne 1250 dev/dak kesme hızında, 1.45 mm/dak ilerleme hızında, 1.25 mm talaş derinliğinde ve zig kesme stratejisinde ulaşılabileceği bulunmuştur. Bunun sonucunda optimum yüzey pürüzlülüğünün kesme derinliğine ve ilerleme miktarına bağlı değiştiği, ilerleme miktarı ve kesme derinliğinin yüzey pürüzlülüğüne ençok etki eden parametreler olduğu belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: CNC frezeleme, yüzey pürüzlülüğü, gri bulanık modelleme,taguchi
Sürtünme karıştırma nokta kaynak yöntemiyle birleştirilen az31b magnezyum alaşımının mekanik özelliklerinin incelenmesi
Savunma sanayi ve havayolu taşımacılığında hafiflik ve mukavemet önemlidir. Bu sebeple magnezyum alaşımları hafiflik ve özgül mukavemet özelliklerinden dolayı bu ve benzer sektörlerde tercih sebebidir. Bununla birlikte iyi işlenebilme, geri dönüşümünün kolay olması, ısıl iletkenliğinin, boyutsal kararlılığının ve sönümlemenin yüksek olması ve elektromanyetik korumanın iyi olması önemli özelliklerindendir. Magnezyum tek başına kullanılan bir malzeme değildir. Çünkü tokluk değeri ve mukavemeti düşüktür. Magnezyumu alaşımlandırarak bu mekanik özellikleri iyileştirilebilir. Magnezyum alaşımları sadece savunma sanayi ve havacılık sektörlerinde değil, mobil telefonlar, otomotiv, bilgisayar, spor malzemeleri gibi sektörlerde de kullanılmaktadır. Sağlık sektöründe de implant malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada magnezyum alaşımlı AZ31B malzemesinin sürtünme karıştırma nokta kaynak yöntemi ile kaynak edilmiştir ve uygun kaynak parametreleri belirlenmiştir. Uygunluk kontrolü görsel ve mekanik testler ile sağlanmıştır. AZ31B magnezyum alaşımlı sac malzemeler üniversal freze tezgahında farklı takım ve devir sayılarında nokta kaynağı ile birleştirilmiştir. Kaynak yapılan parçalardan standart çekme numuneleri hazırlanarak çekme testine tabi tutulmuştur. Kaynak bölgesinin sertlik testleri yapılmıştır. Deneysel çalışmanın sonuçları kullanılan pimin geometresi ve devir sayısının mekanik özellikler üzerinde etkili olduğunu göstermiştir.
Enerji kapasitesi yüksek nanohibrit partiküller içeren nanoyakıtların üretilmesi ve yanma-yakıt performanslarının incelenmesi
Yüksek teorik kalorifik değere sahip olan bor, alternatif yakıt uygulamalarında kullanım potansiyeli en çok araştırılan yakıtlardan biridir. Ancak, sorunlu oksidasyon davranışı bu ısının salınmasını engeller ve tamamen yanmasına izin vermez. Bu tez çalışması kapsamında, yüzeyi yanmayı kolaylaştırıcı nanokatalizörler ile dekore edilmiş bor/nanokatalizör nanohibrit yapıların üretimine ve bunların geleneksel yakıtların yanma davranışı ve emisyon performansı üzerindeki etkilerine odaklanılmıştır. Bor/katalizör nanohibrit yapılar sol-jel tekniği ile üretilmiş metal oksit nanokatalizörlerin düşük maliyetli bir ultrasonikasyon tekniği kullanılarak birleştirilmesiyle üretilmiştir. Tüm partiküllerin yapısal karakterizasyonu SEM ve XRD teknikleriyle gerçekleştirilmiştir. Nanokatalizörlerin elementel analizi ve yüzey alanı ölçümleri için ise ayrıca XPS ve BET analizleri kullanılmıştır. Ağırlıkça % 2.5 ve % 7.5 partikül yükünde hazırlanan benzin esaslı nanoyakıtların yanma davranışı, yüksek hızlı kamera ve termal kameradan oluşan optik sistemle izlenen bir yanma odasında damlacık ölçeğinde karakterize edilmiştir. Motor ve emisyon performansları ise, 250 ppm partikül yüküne sahip dizel yakıt karışımları hazırlanarak üç silindirli Lombardini LDW 1003 model dizel motorda test edilmiştir. % 2.5 partikül yükünde en düşük tutuşma gecikmesi GA/AB/LNBM1 nanoyakıtı için ~ 0,000714 s, en yüksek alev sıcaklığı GA/AB/MF nanoyakıtı için kaydedilmiş ve GA/AB/BM nanoyakıtına kıyasla alev sıcaklığını % 14.58 artırmıştır. % 7.5 partikül yükünde ise GA/AB/LNM1 yakıtı ise agrega sıcaklığını GA/AB/BM'ye kıyasla % 111.5 arttırmıştır. En düşük yakıt tüketimi D100+250AB/LAF2 için 15 Nm yükte kaydedilmiş ve D100'e kıyasla % 10.83 azalmıştır. En yüksek ısıl verimlilik D100+250MF için 45 Nm'de kaydedilmiş ve D100'e kıyasla % 28.87 artmıştır. En düşük NOx emisyonları D100+250AB/LAF2 ve D100+250AB/MF için 60 Nm'de kaydedilmiş ve D100'e kıyasla % 12.59 azalmıştır. Tüm bor/nanokatalizör hibrit yapıları içeren yakıtlarda en düşük HC emisyonları 15 Nm'de kaydedilmiş ve D100'e kıyasla % 61.1 azalmıştır.
Güneş enerjisi takip sistemi tasarımı, imalatı ve verimlilik karşılaştırması
Yapılan bu çalışma yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneşten elde edilen enerjinin, tasarlanan sistemle daha verimli hale getirilmesi ve sistemin korunmasını sağlamaya yöneliktir. Bu çalışmada sistemlerin veriminin karşılaştırılabimesi için dört tane PV pil sistemi tasarlanmıştır. Prototipi yapılan sistemler Isparta ili için yapıldığından, Isparta ili için güneş açıları dikkate alınmıştır ve çalışmada kullanılacak olan PV pillerinin sabit sistemde 0°, 10°, 33° ve takipli sistem prototiplerinin hazırlanması gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştililen bu prototiplerle PV pillerine gelen güneş ışıma değerleri ile akım- gerilim değerleri ölçülerek verim karşılaştırılması yapılmıştır. Bir sonraki aşamada ise verimi yüksek çıkan güneş takip sisteminin korunması ve çalışma ömrünün uzatılması için hava istasyonu ve titreşim sensörü eklenmiştir. Böylece hava istasyonundan elde edilen rüzgâr hızı verileri ve titreşim sensörü verileri yardımıyla güneş takip sisteminin olası fırtına ve dolu hadisesi meydana gelmesi halinde, sistemi korumak için, PV pillerinin bir biri üzerine kapanarak tehdit ortadan kalktığında, sistemin tekrar açılması sağlanmıştır. Tasarlanan ve imalatı yapılan güneş takipli sistemle, Isparta ili ve 2019 Temmuz ayı için 33o sabit açılı PV piline göre % 21 daha yüksek verim elde edilmiştir.
Toz yatak birleştirme yöntemlerinde yüzey kalitesini etkileyen tasarım faktörlerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında Toz Yatak Birleştirme (TYB) esaslı yöntemlerle üretilen parçalarda eğrisel ve açısal geometrik yüzeylerde oluşan hatalar incelenmiştir. Bu hataların nedenleri incelendikten sonra literatür ışığında bunların giderilmesi için ne gibi önlemlerin alındığı belirlenmiştir. Daha sonra TYB yöntemiyle üretilen parçayı etkileyen ve parçanın yüzey kalitesinin düşmesine sebep olan merdiven etkisi incelenmiştir. Merdiven etkisi, kontrol edilebilir parametrelerden parça yönlenmesi ve katman kalınlığına bağlı olarak belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında merdiven etkisi hatası üçgen fonksiyonlarla modellenmiştir. Ortalama birincil profilin hesaplanması için literatürdeki deneysel bir çalışma esas alarak bir model geliştirilmiştir. Merdiven etkisi hatası ve ortalama birincil profili Matlab'ta oluşturulan bir algoritma yardımıyla hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlarla yüzey hatalarının hangi parçada nasıl olacağı belirlenmiştir. Buna göre katman kalınlığı arttıkça merdiven etkisi hatasının arttığı görülmüştür. Aynı model için katman kalınlığı, 30 mikrondan 20 mikrona azaltıldığında, merdiven etkisi hatasının da %25 azaldığı görülmüştür. Ayrıca parçanın kenar açısı arttıkça merdiven etkisi hatasının azaldığı belirlenmiştir. Dikey eğrisel modellerin yarıçapları arttıkça merdiven etkisi hatası da azalır. Eğrisellik yarıçapı 10mm'den 15mm'ye arttığında merdiven etkisi hatasının ortalaması 20 μm katman kalınlığında %34, 30 μm katman kalınlığında %50 ve 40 μm katman kalınlığında % 33,5 düşmüştür. Çalışmada yüzey kalitesini etkileyen faktörün sadece merdiven etkisi olmadığı, topaklanma etkisinin de etkili bir faktör olduğu belirlenmiştir. Parçanın küçük kenar açılarında, yüzey kalitesi üzerinde merdiven etkisi hatasının çok etkili olduğu, ancak büyük kenar açılarında ise topaklanma etkisinin, yüzey kalitesi üzerinde daha belirleyici olduğu sonucuna varılmıştır.
Titanyum karbür (TİC) takviyeli epoksi ile güçlendirilmiş hibrit kompozitlerin çarpma davranışının deneysel ve sayısal incelenmesi
Bu çalışmada, titanyum karbür (TiC) ile güçlendirilmiş ağırlıkça saf, %1, %3 ve %5 oranında TİC içeren epoksi reçineli cam/kevlar kumaş hibrit kompozit plakalar hazırlanmıştır. Tüm hazırlanan kompozit panellerin deneysel ve sayısal olarak mekanik özellikleri ve darbe davranış ölçümleri incelenmiştir. Polimer kompozit malzemeler elle yatırma yöntemi ile hazırlanmıştır. 207gr/m2 yüzey alanına sahip düz aramid fiber (Kevlar 49), 300gr/m2 yüzey alanına sahip cam fiber ve F-1564 epoksi reçineler sırası ile takviye edici ve matris malzeme olarak kullanılmıştır. Kompozit panellerin mekanik özelliklerini belirlemek için elastisite modülü, kayma modülü ve poision oranı universal çekme test cihazı ile elde edilmiştir. Kompozit paneller 100x100 mm boyutlarında kesilmiştir. 12 tabakalı plakaya sahip numuneler 3 sıra kevlar 1 sıra cam elyaf tabaka olmak üzere sıralanmıştır. Anysys workbench explicit dinamik programı ile elde edilen ölçüm verileri sayısal olarak kıyaslanmıştır. Sonuç olarak, 10J, 20J ve 30J darbe enerjileri altında elde edilen kuvvet-çökme, kuvvet-zaman, absorbe edilen enerji-zaman ve hız-zaman grafikleri darbe testinde elde edilmiştir. Kompozit panellerdeki TiC konstrasyonuna bağlı olarak, %3 TiC güçlendirilmiş numunelerde %15 oranında elastisite modülünün iyileştiği ve darbe direncininde %6 oranlarında daha fazla enerji absorbe edildiği açıkca görülmüştür. Fiber dağılımları ve kırılması uygulanan yükler altında tüm numunelerde görülürken herhangi bir delinme olayı kompozit panellerin alt yüzeyinde görülmemiştir. Sayısal analizlerle elde edilen sonuçlarla deneysel sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür.
Piezoelektrik kristalleri yardımıyla rüzgar enerjisinden elektrik üretebilen bir sistem tasarımı
Mühendislik uygulamalarında kullanılan ve her geçen gün kullanım alanı artan piezoelektrik malzemeler, araştırma ve geliştirmeye oldukça uygun bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Yenilenebilir enerji türlerinden faydalanma imkânı sunan bu malzeme türü, mekanik gerilme altında elektrik üretebilir ve tersinir şekilde elektrik etkisi altında da mekanik tepkiler verebilmektedirler. Bu tez çalışmasında, savonius türbini kullanarak ağırlık merkezi dönme ekseninde olmayan bir sistem ile rüzgâr bazlı mekanik titreşimlerden enerji üretmek amacıyla, türbin gövdesine davul tipi (Drum Harvester) piezoelektrik hasatçılar yerleştirilerek, farklı bir piezoelektrik enerji hasadı (PEH) düzeneğinin tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Alternatif enerji kaynaklarından olan piezoelektrik malzemeler kullanarak enerji dönüşüm sistem tasarımı, bir prototipinin imalatı, bu prototipin enerji çıktısı, verimi ve kullanılabilirlik açısından değerlendirmesi, literatürde yeralan bilgiler eşliğinde alternatif enerji kaynaklarının kullanımına farklı bir bakış açısı sunulması ve bu alandaki gelişmelere katkı sağlanması, çalışmanın asıl amaçlarını oluşturmaktadır. Tasarımı ve imalatı yapılan sistem, rüzgâr tüneli testine tabii tutulmuş, 7 m/s'lik rüzgâr etkisindeyken iki saat boyunca aralıksız çalıştırılmıştır. Sistem dengeye ulaştıktan sonra yapılan ölçümlerde, 5 Volt 'luk anlık gerilim ve 1.16 W anlık güç çıkışı değerlerine ulaşılmıştır. Sistemin ortalama güç çıkışı ise 0.62 W olarak belirlenmiştir. Yapılan teorik hesaplamalara göre hasat sisteminin %8,5 verime sahip olduğu ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: Piezoelektrik, Enerji hasadı, Rüzgâr enerjisi 2019, 118 sayfa
Pla malzemesinden eklemeli imalat yöntemiyle üretilen ürünlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, eklemeli imalat yöntemi ile PLA filament malzemesinden, farklı parametrelere göre üretim yapılmıştır. Üretilen numuneler sertlik ölçüm testleri ve çekme testlerine tabi tutularak, ürünlerin mekanik özellikleri incelenmiştir. Üretim parametrelerinde birinci parametre olarak; %20, %60, %100 olmak üzere üç farklı doluluk oranı kullanılmıştır. İkinci parametre olarak; Çizgi, Kafes ve Orta merkezli olmak üzere üç farklı dolgu deseni kullanılmıştır. Üçüncü parametre olarak; 20 mm/sn, 40 mm/sn ve 60 mm/sn olmak üzere üç farklı üretim hızı kullanılmıştır. Neticede en iyi mekanik özelliklere sahip ürünün elde edilmesi için gerekli olan, doluluk oranı, dolgu deseni ve üretim hızı değerleri belirlenmeye çalışılmıştır. Test sonuçlarına göre; doluluk oranındaki artış ile birlikte numunelerin çekme mukavemetide artmıştır. Dolgu deseni ve üretim hızının değişimi, çekme mukavemeti açısından kayda değer bir değişikliğe neden olmamıştır. Doluluk oranının artması ve üretim hızının azalması ise uzama değerleri açısından azalmaya neden olmuştur. Dolgu oranındaki artış ve üretim hızındaki azalmanın, sertlik değerlerinde genel olarak bir artışa neden olduğu görülmüştür. Uzama ve sertlik değerlerindeki değişimin, PLA malzemesinin ürün elde edilmesi sürecinde, daha fazla ısıya maruz kalmasına bağlı olarak gevrekleşmesinden kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Dolgu deseni parametrelerinin ise, tüm testlerde anlamlı bir değişme neden olmadığı görülmüştür. Test sonuçları, karşılaştırmalı grafikler halinde metin içinde sunulmuştur.
Atomize edilmiş soya yağı emülsiyonlarının kesme performansına etkisi
Tez çalışmasında, sürdürülebilir üretim kapsamında bir kesme sıvısı üretilmiştir. Bu kesme sıvısı doğaya ve insana zararlı etkileri olan sentetik ve yarı sentetik yağlardan oluşmuş kesme sıvılarına alternatif bir kesme sıvısıdır. Su ve soya yağı karışımından oluşan sıvı ultrasonik atomizasyon yöntemi ile pülverize edilip, 4 bar'lık basınçlı hava ile püskürtülerek kullanılmıştır. Çalışmada Ç 4140 çeliğini, kaplamasız karbür kesici uç (SECO WNMG080404-M1) kullanılarak CNC torna tezgâhında işlenebilirlik üzerine etkilerini araştırmak amaçlanmıştır. Üç ayrı kesme hızı (150, 200, 250 m/dak), üç ilerleme miktarı (0.1, 0.15, 0.2 mm/dev) ile dört kesme sıvısı (%1, %5, %10 soya yağı-su karşımı ve ticari kesme sıvısı) ve kuru kesme şartlarında deneyler yapılarak kıyaslama yapılmıştır. Tüm deneylerde kesme derinliği 1 mm, kesme uzunluğu 100 mm olarak uygulanmıştır. Deneyler sonucunda kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması değerleri incelenmiştir. Tüm parametrelerde en iyi sonuçlar %10 soya yağı – su karışımının ultrasonik atomizer kullanılarak püskürtülmesi sonucunda çıkmıştır. Kesme kuvvetlerinde, yüzey pürüzlülüğünde azalma ve takım ömründe artış sağlanmıştır. En kötü değerler ise kuru kesme şartında yapılan deneylerde oluşmuştur. Elde edilen değerlerin ANOVA yöntemi ile analizi yapılmış, sonuçlar 3B yüzey grafikleri ile değerlendirilmiştir. Analiz sonuçları değerlendirildikten sonra, yüzdelik etki oranları, regresyon analizi denklemleri ve optimizasyon değerleri önerilmiştir. Anahtar Kelimeler: Sürdürülebilir üretim, Bitkisel kesme sıvısı, Ultrasonik atomizer, Takım aşınması, Kesme kuvveti, Yüzey pürüzlülüğü
Seçici lazer ergitme (SLE) ile imalatta geometrik parametrelerin sıcaklık dağılımı, kalıntı gerilme ve deformasyona etkisinin araştırılması
Kalıntı gerilmeler eklemeli imalatın temel sorunlarından biri olarak bilinmekte, çatlak ve boyutsal deformasyonlar gibi sorunlara neden olabilmektedir. Kalıntı gerilmeler, imalat parametreleri, sıcaklık, parça geometrileri ve parçaların platforma yerleşiminden etkilenmektedir. Bu çalışmada, imalat parametreleri sabit tutularak sıcaklıklar, parça geometrileri ve platform yerleşiminin, kalıntı gerilmeler ve boyutsal sapmaya etkileri incelenmiştir. SLE yönteminde meydana gelen kalıntı gerilme ve boyutsal sapmanın nedenleri geometriye bağlı olarak belirlenmiş ve bu sorunların azaltılması hedeflenmiştir. Geometri tipleri, yükseklikler ve numunelerin soğuma modülleri gibi parametreler ele alınarak parça üzerindeki değişimler ilişkilendirilmiştir. İlk olarak, platform üzerinde çok sayıda parça üretilmesi durumu 1, 5 ve 13 adet kübik numune üretilerek değerlendirilmiştir. Ardından farklı geometrilerdeki parçalarda meydana gelen farklılıklar 5, 10 ve 15 mm yüksekliklerdeki kübik, silindirik ve boşluklu prizmatik geometriler üzerinde gözlenmiştir. Son olarak da kritik geometrik özelliklere sahip karmaşık yapılı ve bir kenarına soğutucu özellikteki kanatçıkların yerleştirildiği doğrulama numunesi, geometrik parametreler ışığında araştırılmıştır. Sıcaklık, kalıntı gerilme ve boyutsal sapmalar, deneysel çalışmalar ve sonlu elemanlar yaklaşımlarıyla elde edilip, genetik ifadelerle programlamayla modellenmiştir. Bunların yanında, eklemeli imalatta istenen hassasiyette sonuç veremeyen mevcut kalıntı gerilme ölçüm yöntemleri yerine özgün bir hibrit kalıntı gerilme ölçüm yöntemi geliştirilmiştir. Kalıntı gerilmelere etkiyen kritik parametreler, geometrik özelliklere bağlı olarak tespit edilmiştir. Geliştirilen kalıntı gerilme ölçüm metodunda ölçüm doğruluğunun %94,7'nin üzerinde olduğu belirlenmiştir. Çalışma kapsamında ölçülen kalıntı gerilmeler %83, sıcaklıklar ise %96 doğrulukla modellenebilmiştir. Kalıntı gerilmeler ve boyutsal sapmaların en krtik olduğu parametreler, ani kesit değişimleri, yüksek soğuma modülü ve parça yüksekliği olarak bulunmuştur. Ayrıca, ilave soğutucu elemanlar yardımıyla parçada oluşan sorunlar %70 oranında azaltılabilmiştir.
Eklemeli imalat ile titanyum ve polimer esaslı malzemelerden üretilen hücresel yapıların mekanik davranışlarının deneysel olarak araştırılması
Endüstride, özellikli davranışa sahip tasarımlara, hafif malzemelere ve yeni imalat yöntemlerine yönelim artmıştır. Topolojik tasarımla daha hafif, kabul edilebilir dayanıma, spesifik enerji emilimine, esnekliğe ve geometrik karmaşıklığa sahip hücresel yapıların eklemeli imal edilebilirliği araştırmacıların ilgi odağı olmuştur. Literatürde, pozitif Poisson oranına sahip malzemelerin davranışıyla ilgili çok sayıda bilimsel çalışmaya rastlanmakta, ancak, negatif Poisson oranına sahip yeni hücresel yapıların mekanik davranışlarıyla ilgili sınırlı düzeyde araştırma bulunmaktadır. Bu doktora tezinde, Poisson oranının negatif olması ve bunun mekanik davranışa etkisinin araştırılabilmesi için honeycomb, re-entrant, kiral ve hibrit gibi değişik topolojilere sahip hücresel yapılar tasarlanarak, PLA ve Ti6Al4V malzemelerden optimum parametrelerle eklemeli imal edilmiştir. Eriyik yığarak modellemeyle (FDM) PLA malzemeden, direkt metal lazer sinterlemeyle (DMLS) Ti6Al4V malzemeden ASTM D638-14 ve E8/E8M-16a standartlarına uygun olarak çekme ve basma test numuneleri üretilmiştir. Hücresel yapıların birim hücresinin konumlanma yönü ve birim hücresindeki kirişin kalınlığı, uzunluğu, yüksekliği ve açısı gibi geometrik değişkenlerin mekanik performansa etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak, DMLS ile Ti6Al4V malzemeden ve FDM ile PLA malzemeden imal edilen hücresel yapıların birim hücresinde tasarımla imalat sonrası boyutsal farklılık sırasıyla % 1,6 ve % 22,5 olarak ölçülmüştür. PLA numunelerin yüzey pürüzlülüğü 10-20 µm aralığında, Ti6Al4V'un 3-4 µm mertebesinde ölçülmüştür. Kiriş kalınlığının artmasıyla, elastik modülü, çekme ve basma dayanımlarında artış görülmüştür. Çekme durumunda honeycomb yapıların, basma durumunda ise re-entrant yapıların daha fazla enerji absorbe ettiği belirlenmiştir. Özellikle, honeycomb yapılar pozitif Poisson değerine sahip olurken, re-entrant, kiral ve hibrit yapılar belirli deformasyon miktarına kadar negatif Poisson davranışı sergilemiştir. Bu davranışın, re-entrant yapıların enerji emilimine katkı sağladığı sonucuna varılmıştır.
Modal testing of a retrofitted building
ETA-B Building located in Boğaziçi University, North Campus is monitored before, during and after its retrofitting process by previous researchers. An Enhanced Frequency Domain Decomposition identification algorithm is developed in this study to be able to analyze the gathered data. The results of these analysis is then used along with the Finite Element Models generated in this study to perform model updating procedures. The updated and non-updated Finite Element Models are then subjected to linear time history analysis for a selection of earthquakes and the storey drift ratios are compared to evaluate the effect of Structural Health Monitoring on the obtained results. The results indicate that Structural Health Monitoring could have a distinct impact on the decision making process for safety approval, retrofitting or demolishing decisions for existing structures. The theory and background for Structural Health Monitoring is also made available in this thesis, along with discussions on what it could and could not currently enable in terms of its possible uses, advantages and shortcomings.
Experimental investigation of shaped metal deposition process by pulsed tig-wire technique
Shaped metal deposition using tungsten inert gas arc welding heat source is a novel additive manufacturing technique which can be used for fabricating solid dense parts by melting a cold wire on a substrate in a layer by layer manner. This work presents an extensive investigation (designing, constructing, controlling, mechanical properties, micro and macro-structural analysis etc.) of the shaped metal deposition process. An integrated additive manufacturing system was developed in order to reduce the lead time of the deposition process. The aim of this work is to investigate the designed additive manufacturing system capabilities about the part modeling and slicing, deposition-path planning, and the part deposition processes, as well as reporting the limitations of the developed system. This study aims also to develop a fundamental understanding of the mechanisms involved during the processing with a particular focus on single layer deposits and multilayers deposits of austenitic stainless steel. In the experimental investigations, continuous and pulsed TIG arc heat sources were used to be able to compare the resultant deposited part qualities. The results of this study have been used to form a shaped metal deposition process window for SS308LSi alloy. The developed system is capable of fabricating near-net-shaped metal components of maximum volume of 400 mm3 directly from CAD data with minimum buy-to-fly ratio and higher saving in waste material. The resultant deposited parts that were produced with pulsed current arc technique with relatively high frequencies, were observed that they all have good metullurgical bonding, defect free depositions, and high mechanical properties.
Yapı çeliğinden T profili imalatinda MAG kaynağinda distorsiyonun sonlu elemanlar metoduyla analizi
Kaynak teknolojisinde ortaya çıkan gelişmeler, kaynaklı birleştirmenin sanayi sektöründe artarak yaygınlaşmasına neden olmuştur. Kaynaklı birleştirmelerde termal analizlerinin yapılarak modellenmesi ve davranışlarının belirlenmesi mühendislik tasarım sürecinde önemli bir aşamadır. Genel yapı ve yapılan imalat özellikleri hakkında fikir sahibi olabilmek, araştırmak ve geliştirmek için sonlu elemanlar yöntemi en uygun çözümdür. Çalışmada kullanılan malzeme S355J2+N olup, yüksek mukavemetli yapısal çeliktir. Genel olarak mühendislik ve inşaat endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır. Otoyol köprüleri, kaldırma ekipmanları ve liman ekipmanları gibi birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. S355J2+N malzemesi ile kaynak işleminin kaynak bölgesine uyguladığı ısıl çevrim, bu bölgenin içyapısını değiştirmekte ve mikroyapısını etkilemektedir. Bu sorunları önceden belirlemek önemlidir. Önceden belirleme deneyerek yanılma sürecini de kapsadığından yüksek maliyet ve uygulama zamanı gerektirir. Bu sebeple sonlu elemanlar yöntemi üreticilere fayda sağlamakta kaynak işlemi sırasında oluşabilecek problemlerin önüne geçmede ek önlemler alınmasını öngörebilmektedir. Bu çalışmada, günümüzde yaygın olarak kullanılan birleştirme yöntemlerinden biri olan gazaltı kaynak işleminin çelik yapı imalatında kullanılan T profilinin imalatında kullanılması ve termal analizlerin sonlu elemanlar analizi (FEA) kullanılarak simülasyonunu gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, alaşımsız yapı çeliği olan S355J2+N malzemesinin özelliklerinden ve çeliklerin soğuma sırasındaki oluşan içyapılarından hakkında bilgi verilmiştir. Kullanılan gazaltı kaynak yöntemi ele alınarak avantaj ve dezavantajlarından bahsedilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemiyle ısı transferi analizi tanıtılmış ve daha önce yapılan literatür çalışmaları incelenerek kaynaklı yapılardaki çarpılmaların analizi üzerine yapılan çalışmalar ele alınmıştır. Sonlu elemanlar analizi ve deneysel çalışmalar neticesinde elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Proses parametrelerinin kaynak sonrası çarpılmaya etkisi incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde deneysel çalışma sonuçları ile sonlu elemanlar yönteminin sonuçlarının birbirine yakın olduğu tespit edilmiştir. Anahtar sözcükler: Distorsiyon, MAG kaynağı, Sonlu elemanlar yöntemi, S355J2+N
Poliamid 6 malzemenin sürtünme karıştırma nokta kaynağı ile birleştirilmesi
Bu deneysel çalışmada, sürtünme karıştırma nokta kaynağı (SKNK), Poliamid 6 (PA 6) malzemenin birleştirilmesi için uygulanmıştır. Sürtünme karıştırma nokta kaynağı yöntemi, sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) yönteminden türetilmiş ve son zamanlarda sadece otomobil sektöründe değil aynı zamanda diğer endüstri kollarında da oldukça dikkat çeken yeni bir kaynak yöntemidir. Yöntemin, SKK yönteminde kullanılan kaynak takımına benzer bir takımla, dalma, karıştırma ve geri çekilme olarak belirtilen üç kademeden oluşan bir uygulaması vardır. Çeşitli araştırmacıların çalışmaları, bu yöntem için takım geometrisinin, takım devir sayısının, takım dalma derinliğinin ve bekleme süresinin, bağlantının çekme kuvveti üzerine oldukça etkisi olduğunu göstermiştir. Bu deneysel çalışmada, kaynak işlemi için uygun 2 adet takım geometrisi ve 1 adet bağlama aparatı tasarlanıp imal edilmiştir. 4 mm kalınlığındaki Poliamid 6 levhaların SKNK ile bindirme bağlantıları yapılmıştır. Oluşturulan kaynak numunelerine çekme testleri uygulanmıştır. Kullanılan polimer malzemeye ve parametrelere bağlı olarak elde edilen maksimum çekme kuvveti değeri 2864,63 N'dur. Bu değer esas malzemenin %86,59'una eşdeğerdir. Bağlantının çekme kuvvetini maksimum yapan, parametrelerin optimum kombinasyonu belirlenmiştir. Ayrıca kırılma yüzeyleri, kopma bölgeleri ve enine kesitler optik mikroskop ile incelenmiştir.
Kriyojenik işlem uygulanmış 6061 alüminyum alaşımının frezelenmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması üzerine etkisi
Günümüz endüstrisinde demir ve çelikten sonra en çok alüminyum ve alüminyum alaşımları kullanılmaktadır. 6061 alüminyumun özellikle savunma sanayisinde kullanılmasının yanı sıra, uçak sanayi, gemi inşaat sektörü, askeri köprüler, uzay uygulamaları gibi ağır sanayilerde kullanımı oldukça fazladır. Bu çalışmada 80x80x30 mm ebatlarında alüminyum 6061-T651 alaşımına yüzey frezeleme işlemi uygulanmıştır. Çalışmada ayrıca malzemeye ve kesici takımlara kriyojenik işlem uygulanmıştır. Deneyler normal malzeme/normal takım, normal malzeme/kriyojenik takım, kriyojenik malzeme/normal takım, kriyojenik malzeme/kriyojenik takımlar için her bir eşlemede 27 deney olmak üzere toplam 108 deney yapılmıştır. Deneysel tasarım için tam faktöriyel tasarım kullanılmış, kesme parametreleri olarak üç farklı kaplamalı kesici takım (Al2O3-TiCN-TiN, TiAlN-NANO ve AlTiN-ÇOK KATMANLI), üç farklı kesme hızı (250,350,450 m/dak) ve üç farklı ilerleme (0,15, 0,30, 0,45 mm/diş) kullanılmıştır. Deneylerde kesme derinliği 0,5 mm olarak sabit tutulmuştur. Yürütülen her bir deney sonrası işlenen yüzeyin başından ve sonundan yüzey pürüzlülüğü ölçülmüştür. Ayrıca kesici takımlarda oluşan takım aşınması optik mikroskop ile incelenmiştir. Deneyler esnasında kesme bölgesinde oluşan ısılar da termal kamera ile gözlemlenmiştir. Deneysel sonuçlar varyans analizi ve üç boyutlu grafiklerle yorumlanmıştır. Kriyojenik işlem uygulanmış kesici takımlarla yürütülen deneylerde yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması için en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Termal kamerayla ölçülen sıcaklıklar incelendiğinde en düşük sıcaklıklar kriyojenik işlem görmüş malzeme ve takımlarla yürütülen deneylerden elde edilmiştir.
Kesici takım ve iş parçasına uygulanan kriyojenik işlemin kesme sıcaklığı, yüzey pürüzlülüğü ve takım ömrüne etkisinin araştırılması
Kriyojenik işlem hem çevre dostu hem insan sağlığı açısından en zararsız mekanik iyileştirme işlemi olması sebebiyle kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmada silindirik iş parçası ve cnc torna kesici takım malzemesine uygulanan derin kriyojenik işlemin yüzey pürüzlülüğü, takım ömrü ve kesme sıcaklığı parametrelerine etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda iş parçası malzemesi olarak Sleipner soğuk iş takım çeliği, kesici takım olarak ise PVD kaplı karbür takımlar kullanılmıştır. Hem iş parçasına hem de kesici takım malzemesine -196 °C'de derin kriyojenik işlem uygulanmıştır. Kriyojenik işlem uygulanmış iş parçası ve kesici takımlara 200 °C'de 2 saat boyunca temperleme işlemi uygulanmıştır. Üç farklı kesme hızı (40, 60, 80 m/dak) ve üç farklı ilerleme hızı (0,04, 0,06, 0,08 mm/dev) ve sabit kesme derinliği (1 mm) alınmıştır. İki farklı malzeme ve iki farklı kesici takım için toplamda 36 adet kesme deneyi gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına baktığımızda kriyojenik işlem uygulanmış kesici takımların yüzey pürüzlülüğünde kriyojenik işlem uygulanmamış kesici takımlara kıyasla %20,7 daha iyi sonuçlar görülür iken, sıcaklık değerleri %1,13 daha düşük değerler göstermektedir. Bunun yanında kesici takımlara kriyojenik işlem uygulanmasının takım ömrünü %33 oranında arttırdığı sonucuna ulaşılmıştır.
Endüstriyel gri ve küresel grafitli (SFERO) dökme demirin frezelenmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve kesme sıcaklığına etkisi
Dökme demirler, sertlik, aşınma direnci, işlenebilirlik, korozyon direnci ve mukavemet gibi mekanik özelliklerinin yanı sıra kolay üretilebilir ve ekonomiktirler. Bundan ötürü yaygın olarak kullanılan mühendislik malzemeleridir. Dökme demirlerin işlenebilirliği, dökümün tipine ve mikro yapısına bağlıdır. Bu çalışmada GG25 (gri dökme demir) ve GGG60 (küresel grafitli dökme demir) parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, kesici uç aşınması ve kesme sıcaklığı üzerine etkileri araştırılmıştır. Kullanılan malzemeler için özel olarak döktürülmüş deney numuneleri kullanılmıştır. GG25 için üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (TiALN, TiN-TiCN-AL2O3 ve ALTiN kaplamalı), üç farklı kesme hızı (150, 200 ve 250 m/dak), üç farklı ilerleme oranı (0,10, 0,25 ve 0,35 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (0,5, 1 ve 1,5 mm) kullanılmıştır. GGG60 için üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (TiALN, TiN-TiCN-AL2O3 ve ALTiN kaplamalı), üç farklı kesme hızı (175, 225 ve 300 m/dak), üç farklı ilerleme oranı (0,10, 0,20 ve 0,30 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (0,5, 1 ve 1,5 mm) kullanılmıştır. Deneysel tasarım ve optimisazyon için Taguchi metodu kullanılmıştır. Her iki malzeme için deneysel tasarımda Taguchi L27 (34) ortagonal dizi kullanılmıştır. Her iki malzeme için her bir deney sonrası malzeme yüzeyinden iki adet pürüzlülük ölçümü yapılmış bu tezde bu iki ölçümün ortalaması kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar Taguchi metodu kullanılarak optimize edilmiş, optimisazyon sonrası optimize parametler ile her bir sonuç için üç adet doğrulama deneyi yapılmıştır. Doğrulama deney sonuçları ortalaması ile hesaplanan Taguchi tahmin değerleri karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda hatalar çok küçük çıkmış ve sonuçlar göstermiştir ki Taguchi metodu bu çalışmaya başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Ayrıca her iki malzeme için deneysel sonuçlar varyans analizi, iki boyutlu grafikler ve üç boyutlu grafiklerle değerlendirilmiş, kesme parametrelerinin deneysel sonuçlara etkileri araştırılmıştır.
AISI 420 paslanmaz çelik ve E360 çeliğinin sürtünme kaynak yöntemi ile kaynaklanabilirliğinin incelenmesi
Kaynaklı birleştirme teknolojilerindeki gelişmeler ışığında, sürtünme kaynağı birçok sanayi ve endüstride geniş uygulama alanı imkânı bulmuş katı hal kaynak yöntemidir. Sürtünme kaynağı özellikle otomotiv, savunma sanayi, havacılık ve uzay endüstrilerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Geleneksel kaynak teknikleri ile birleştirilmesi güç ve problemli olan özellikle silindirik parçaların kaynaklarında başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Alüminyum–çelik, alüminyum–bakır, çelik–seramik, alüminyum–seramik gibi malzemeler, bu yöntemle birleştirilebilir. Bu yöntem malzemelerin tam ergime oluşmadan birleştirilmesine olanak sağlar ve avantaj oluşturur. Mekanik ve fiziksel özellikleri farklı olan iki metal malzeme kusursuz bir şekilde birleştirilebilir. Aşınmanın, yorulmanın ve mekanik diğer zorlamaların çok olduğu birçok makine parçası imalatında sürtünme kaynağı başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Deniz suyu altında çalışacak olan bir su pompası fanı için aşınmanın çok olduğu yerde aşınmaya dayanıklı malzeme kullanmak (paslanmaz, titanyum vb.), diğer kısımda ise normal kalite (S235, S355 vb.) bir malzeme kullanmak imalatı olumlu yönde iyileştirebilmektedir. Bu iyileşme çalışma performansı olarak daha sonrada mevcut imalatın maliyeti olarak kendini gösterecektir. Bu çalışmada farklı özelliklere sahip 20 mm çapında AISI 420 ve E 360 çeliği sürtünme kaynağı ile birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerde devir sayısı, sürtünme basıncı, sürtünme süresi gibi parametreler literatür çerçevesinde değerleri değiştirilerek farklı mikroyapı ve mekanik özelliklere sahip birleştirmeler elde edilmiştir. İncelemeler sonucunda iki farklı malzeme türünün boşluksuz olarak birleştiği ve parametrelerin birleşme kalitesinde önemli role sahip olduğu tespit edilmiştir. Farklı özelliklere sahip çelik alaşımlarının sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilmesinde uygun parametrelerin kullanılarak kaynak kalitesini artırmanın mümkün olduğu görülmüştür.
Paslanmaz millerin farklı akım türleriyle bor tozu kaplanmasının mekanik özelliklere etkisi
Bor mineralleri metalürji sanayinden otomotiv sektörüne, kompozit malzeme üretiminden nükleer sanayiye kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle metalürji alanında malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirmek amaçlı kullanılmaktadır. Metalik malzemelerin yüzeylerinde kaplama malzemesi olarak kullanılması sıklıkla karşılaşılan durumlardandır. Yüzey kaplama malzemesi olarak bor yüzeye fırın içeresinde borlama ısıl işlemi ile kaplanabildiği gibi kaynaklı birleştirmelerde ilave malzeme olarak da kaplanabilmektedir. Kaynaklı yöntemlerde, TİG, MİG-MAG, Plazma transfer ark kaynak ve lazer kaynak yöntemleri örnek olarak verilebilir. Bu çalışmada AISI 304 paslanmaz çelik mil malzeme üzerine Bor Karbür ve Bor Oksit tozu 3 farklı akım değerlerinde kaplanmıştır. Sinerjik pulse MİG kaynak yöntemi ile 60 mm uzunluğunda, 8 mm çapında paslanmaz çelik millerine 2 mm derinliğinde ve 7 mm çapında boşluklar açılmıştır. Tepe noktalarına açılan bu boşluklara bu tozlar eklenerek kaynaklı işlem gerçekleştirilmiştir. Açılan boşluklardan tozların uçmasını önlemek amacıyla tozlar saf alkolle macun kıvamına getirilip sürülmüştür. Tozlar ilave edildikten sonra mil üstlerine normal, tek ve double pulse olmak üzere kaynak işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaynak işlemi sonucunda optik mikroskopla görüntüler çekilmiştir. Numunelere optik inceleme sonrasında mikro sertlik ölçümü işlemi uygulanmıştır. Kaplama ara yüzü incelemeleri neticesinde, kaynak dikişi ile paslanmaz mil malzemenin metalürjik olarak bağlandığı ve kaynak dikişinde dentritik yapılar olduğu görülmüştür. Kaynak dikişi mikro sertlikleri incelendiğinde double pulse akım ile yapılan kaplamanın, normal akım ve pulse akım ile yapılanlara göre daha sert olduğu tespit edilmiştir.
Sığ ve derin kriyojenik işlemin x40crmov5-1 takım çeliğinin aşınma ve darbe performansına etkisinin incelenmesi
daha sonra doldurulacaktır
Gömülü ankraj malzemelerinin korozyon mekanizmasının incelenmesi
St37 kalite çelikler, otomotiv ve inşaat malzemesi olarak hemen hemen her türlü sektörde çok yaygın kullanım alanlarına sahiptir. Bunun başlıca nedeni olarak performans derecesi ve maliyeti gösterilebilir. Hazırlanan bu çalışma ile St37 çeliğinin üç aşamalı olarak farklı şartlar altında korozyon mekanizmasının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu aşamalar sırasıyla; Elektro galvanizli veya galvanizsiz çeliğin korozyon mekanizması, asit yağmurları etkisinde korozyon mekanizması ve sıcak daldırma galvanizli St37 çeliğinin korozyon mekanizması olarak incelenmiştir. Üç aşamalı olarak yapılan deneysel çalışmada St37 çeliğinin korozyona karşı göstermiş olduğu davranışlar; Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS), Potansiyodinamik Polarizasyon (TP), Açık Devre Potansiyelleri (OCP), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS) ve Optik Görüntüleme Analizi kullanılarak araştırılmıştır. Sonuç olarak, elde edilen bulgular ayrıntılı bir şekilde analiz edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Buna göre, sıcak daldırma galvaniz ve elektro galvaniz işleminin korozyon direncini artırdığı ve daha etkili bir koruma sağladığı gözlenmiştir. Anahtar sözcükler: Ankraj Elemanı, Korozyon, St37, Sıcak daldırma galvaniz, Elektro galvaniz.
Kriyojenik işlemin AISI 431 paslanmaz çeliğinin mekanik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğinin mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerine sığ ve derin kriyojenik işlemin etkileri araştırılmıştır.Çelik numuneler öncelikle 980 °C'de 30 dakika bekletildikten sonra yağda soğutulmuş ve ardından 650 °C'de 2 saattemperlenmiştir. Bu işlemin ardından çelik numuneler üzerine -80 °C'de 12 saat (SKİ12T) ve 24 saat (SKİ24T) süre ile sığ kriyojenik işlem, -180 °C'de 6 saat (DKİ6T), 12 saat (DKİ12T), 18 saat (DKİ18T), 24 saat (DKİ24T) ve 36 saat (DKİ36T) süre ile derin kriyojenik işlem uygulanmıştır.Geleneksek sertleştirme ısıl işlemi uygulanmış numuneye kıyasla 200 °C'detemperlenmiş numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,89, %1,44, %6,95 ve %62 oranlarda arttığı gözlenmiştir. 300 °C'detemperlenmiş numunelerin işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,52, %1,18, %7,03 ve %56 oranlarda arttığı görülmüştür. 200 °C'de temperlenmiş numunelerin genel olarak daha iyi mekanik özellikler sergilediği tespit edilmiştir. Diğer kriyojenik işlem uygulanmış tüm numunelere 200 °C'de 2 saat süre ile temperleme işlemi uygulanmıştır. Yapılan testler sonucunda, farklı bekletme sürelerinde kriyojenik işlem uygulanmış numunelerde işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinde artış olduğu ve bu artışların her iki kriyojenik işlem türünde de bekletme sürelerinin artmasıyla doğru orantılı olduğu görülmüştür. İşlemsiz numuneye kıyasla SKİ24T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,37, %1,59, % 7,11 ve %78 oranlarda artmıştır. İşlemsiz numuneye kıyasla DKİ36T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,87, %1,66, %8,17 ve %88 oranlarda artmıştır. Çalışma sonucunda her iki kriyojenik işlem türü ve tüm bekletme sürelerinin işlemsiz numuneye kıyasla mekanik özelliklerde artış sağladığı görülmekle beraber derin kriyojenik işlemin daha üstün mekanik özellikler sağladığı tespit edilmiştir.Mikroyapısal incelemelerde, tüm numuneler için kalıntı östenitli bir çıta tipi martenzit yapı oluştuğu görülmüştür. Bununla birlikte kriyojenik işlem uygulanmış numunelerdeki martenzitik çıtalar işlemsiz numuneye kıyasla daha küçüktür. En yüksek mekanik özellikler 36 saat süre ile uygulanan derin kriyojenik işlem ile elde edilmiştir. Çalışmada kriyojenik işlemin AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğin diğer mekanik özelliklerinde (sertlik, çekme ve akma) artış sağlamakla birlikte özellikle aşınma direncinde belirgin bir artış sağladığı görülmüştür. Anahtar sözcükler:AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliği, Derin kriyojenik işlem, Mekanik özellikler, Mikroyapı, Sığ kriyojenik işlem
DP ve paslanmaz çeliklerin farklı akım türlerinde nokta mig/mag kaynağının mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
DP800 ve AISI304/430 çelikleri başta otomotiv endüstrisi olmak üzere korozyon direnci ve kullanım alanına göre sertlik ağırlık dengesinin uygun olması sebebiyle geniş kullanım alanına sahiptir. Bu çalışmamızda DP800 malzemesi 30x100mm olarak kesilmiştir. Önceden belirlenmiş ve işaretlenmiş noktaya Ø7'lik delik açılmıştır. Burada yapılan literatür taramaları ve yapılan ön çalışmalar sonucunda delik çapının Ø7 olarak seçilmesine karar verilmiştir. AISI304/430 parçalarında 30x100mm ölçülerinde kesilmiştir ve herhangi bir işlem uygulanmamıştır. DP800 malzemesi ile ASIS 304/430 parçaları DP800 malzemesi üst kısımda olacak şekilde sabitlenerek normal, pulse, double pulse yöntemleri kullanılarak farklı akım ve tel besleme hızlarında MİG yöntemiyle kaynaklama işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu işlem sonucunda numuneler kaynak dikişlerinden kesilmişlerdir. Kesme işleminden sonra bakalitleme ve mikroyapı inceleme için hazır hale getirilmiştir. Mikroyapı inceleme için hazır hale getirilen numuneler mikroyapı görüntüleme, SEM görüntüleme, XRD analizi, EBSD analizi ve mikro sertlik testi uygulanmıştır. Kalan numuneler üzerinde çekme testi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar görseller ve bilimsel veriler kullanılarak tezin içeriğinde açıklanmıştır.
AISI 329 paslanmaz çeliğin frezelenmesinde CuO ve grafit katkılı nanoakışkan yağlayıcıların işleme performansı üzerindeki etkileri
Bu tez çalışmasında AISI 329 paslanmaz çeliği minimum miktarda yağlama (MMY) ve nanopartikül katkılı MMY (NanoMMY) koşulları altında frezelenmiştir. Bu kapsamda nanopartikül olarak bakır oksit (CuO) ve grafit (Grpt) tercih edilmiştir. Ayrıca nanopartikül karışımlar bitkisel esaslı yağın içerisine hacimce %0,6 oranında eklenerek hazırlanmıştır. Çalışma iki aşamalı olarak ele alınmıştır. İlk aşamada CuO nanoakışkan karışımlara aynı oranlarda üç farklı yüzey aktif maddesi (cetil trimetil amonyum bromid-CTAB, poli vinil polipirolidon-PVP ve sodyum dodesil sülfat- SDS) eklenerek Taguchi L9 deney setine göre bir dizi deney gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yüzey pürüzlülük (Ra), kesme sıcaklığı (T) ve kesici takım aşınması sonuçlarına göre tespit edilen PVP yüzey aktif maddesi çalışmanın ikinci aşamasında kullanılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında ise PVP yüzey aktif maddesi eklenen farklı karışım oranlarındaki CuO ve grafit nanoakışkanlarının işlenebilirlik performans testleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda kesme koşulu (CuO, Grpt, CuO+Grpt), karışım oranı (1:1, 1:2, 2:1, 1:3 ve 3:1) ve kesme hızı (120, 160 ve 200 m/dak) deneylerde girdi parametreleri olarak kullanılmıştır. Çalışmada ilerleme (0,1 mm/dev) ve kesme derinliği (0,5 mm) sabit tutulmuştur. Girdi faktörlerine ait etki düzeylerinin belirlenmesinde varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır. Tez çalışmasından elde edilen sonuçlara göre; nanoakışkan hazırlamada en etkili tribolojik performansı PVP yüzey aktif maddesi göstermiştir. Ayrıca CuO/Grpt+PVP (1:3) hibrid nanoakışkanı, kuru koşula göre yüzey pürüzlülüğünü ve kesme sıcaklığını sırasıyla %48,97 ve %56,57 oranında azalttığı görülmüştür.
Sığ ve derin kriyojenik işlemin CPOH takım çeliğinin aşınma ve darbe performansına etkisinin incelenmesi
CPOH soğuk iş takım çeliği; plastik ve sac metal kalıpları, ovalama makaraları ve yonga bıçakları gibi yüksek aşınma ve darbe dayanımı gerektiren yerlerde kullanılmaktadır. Endüstride geniş bir kullanım alanına sahip olan CPOH soğuk iş takım çeliği hakkında, literatürde sınırlı sayıda araştırma yapıldığı görülmektedir. Bu çalışma ile derin ve sığ kriyojenik işlem uygulanan CPOH soğuk iş takım çeliğinin mikroyapısı ve mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimler araştırılmıştır. Deney numuneleri sadece geleneksel ısıl işlem uygulanan ''CHT'' 18 saat bekleme süresinde ve -80 °C sıcaklıkta sığ kriyojenik işlem uygulanan ''SCT-18'' 18 ve 36 saat bekleme sürelerinde -196 °C sıcaklıkta derin kriyojenik işlem uygulanan ''DCT-18'' ve ''DCT-36'' olmak üzere 4 farklı grupta sınıflandırılmıştır. Kriyojenik işlem uygulanan numunelere 200 °C sıcaklıkta 2 saat boyunca temperleme işlemi yapılmıştır. Numunelerin mikro sertlik, makro sertlik, aşınma dayanımı darbe enerjisi ve mikro yapıları incelenmiştir. CPOH takım çeliğine uygulanan kriyojenik işlem neticesinde makro sertlik değerinde %1,1 ve mikro sertlik değerinde ise %2,17 olmak üzere en fazla oransal artış SCT-18 deney numunesinde ölçülmüştür. Kriyojenik işlem uygulanan SCT-18, DCT-18 ve DCT-36 isimli deney numunelerinin sürtünme katsayısı değerlerinde sırasıyla %13,47, %11,77 ve %3,71 oranında iyileşmeler meydana gelmiştir.
Nanopartiküllü minimum miktarda yağlama yönteminin cw511l alaşımının sürdürülebilir imalatına etkisi
Makine, imalat ve savunma sanayisinde her geçen gün kullanımı artan aynı zamanda çevreci MQL (Minimum Quantity Lubrication - Minimum Miktarda Yağlama) yöntemi geleneksel soğutma sıvılarının yerini almaktadır. MQL yönteminde yapılan talaş kaldırma işlemlerinde uygulanan basınçlı hava, kullanılan malzeme ve kesici takım arasında bir yağ filmi oluşturmasıyla kesme bölgesinde sürtünmenin azalmasına sebep olmaktadır. Aynı zamanda kesme bölgesinde oluşan ısının talaş ile uzaklaştırılmasına, kesme bölgesinin daha az ısınmasına ve bununla birlikte kesici takım ömrüne pozitif etki etmektedir. Artan kesici takım ömrü ve ürün kalitesi ile birlikte azalan kesme kuvveti sayesinde kesme sıvıları talaşlı imalatta verimliliğin artmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada CW511L pirinç malzemesi kuru, MQL, MQL+ÇDKN (Çok Duvarlı Karbon Nanotüp), MQL+Nano Grafen yöntemleri ile tornalanarak gerçekleştirilmiştir. Nano MQL yöntemiyle yapılacak deneylerde kesme sıvısı içerisine nano boyutta tozlar ilave edilerek yapılmıştır. Tornalama deneyleri 160, 240, 320, 400 m/dk kesme hızlarında, 0,16, 0,24, 0,32 ve 0,40 mm/dev ilerleme hızlarında, 1,5 mm sabit talaş derinliğinde ve kaplamasız tungsten karbür kesici takımlarla yapılmıştır. Toplam 64 adet deney yapılmış olup deneyler sonucunda iş parçası yüzey pürüzlülüğüne, yüzey topografyasına, kesme bölgesi sıcaklığına, kesici takım aşınmasına etkileri ve farkları ortaya koyularak incelenmiştir. Deneyler sonucunda MQL+Nano Grafen yönteminin kuru işlemeye göre yüzey pürüzlülüğünde %57,75, kesme bölgesi sıcaklığında %16,46, kesici takım aşınmasında ise %59,26 daha iyi değerler elde edilmiştir.
Kriyojenik ggg 40 dökme demirin frezelenmesinde kesme paremetrelerinin, deneysel sonuçlar üzerine etkisi
Küresel grafitli dökme demirler, çeliğin mekanik özelliklerini ve dökme demirin üretim kolaylığını bir arada sunan bir malzeme grubudur. Gri dökme demirlere kıyasla yaklaşık iki kat daha fazla dayanıklılığa sahiptir ve çeliğe göre daha kolay dökülebilir. Ayrıca, üretim maliyetinin düşük olması nedeniyle hem çelik hem de diğer dökme demirlerle kıyaslandığında kullanım alanı giderek genişlemektedir. Bu çalışma için döktürülmüş GGG40 küresel grafitli dökme demirler kullanılmıştır. Çalışmada, GGG40 dökme demirlerin ve kesici uçların bir kısmına kriyojenik işlem uygulanmıştır. Uygulanan kriyojenik işlem sonrası üç farklı kesici uç (TN6510-TiALN Nanolayer, Kaplamasız, TN6501-TiB2), üç farklı kesme hızı (280, 360, 480 m/dak) ve üç farklı ilerleme (0.15, 0.35, 0.55 mm/diş) kullanılarak yüzey frezeleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneylerde kesme derinliği 0.5 mm olarak sabit tutulmuştur. Tam faktöriyel deneysel tasarım (33) kullanılarak; normal malzeme – normal kesici uç ile 27, normal malzeme - kriyojenik kesici uç kullanılarak 27, kriyojenik malzeme – normal kesici uç kullanılarak 27 ve kriyojenik malzeme kriyojenik kesici uç kullanılarak 27 deney olmak üzere toplamda 108 deney yapılmıştır. Yüzey frezeleme işlemleri esnasında termal kamera ile kesme sıcaklıkları, her bir deney sonrası yüzey pürüzlülüğü ve aynı deney tekrarlanarak kesici uç yan yüzey aşınmaları ölçülmüştür. Deneysel sonuçlar varyans analizi, iki ve üç boyutlu grafiklerle yorumlanmıştır. Deneyler ayrıca kriyojenik işlem görmemiş malzemeler ve kesici uçlar için de tekrarlanarak elde edilen veriler kriyojenik ve normal malzeme için karşılaştırılmıştır. Ayrıca, elde edilen veriler dikkate alınarak istenilen deneysel sonuçların, hangi kesme parametrelerinde olduğu incelenmiştir.
SCR sistemlerinde kullanılan üre mikserlerinin akış ve akustik davranışlarının incelenmesi
Günümüzde artan dünya nüfusu ve beraber artış gösteren taşıt sayısının oluşturduğu egzoz gazlarının çevreye ve insan sağlığına olumsuz etkilerini en aza indirebilmek için her geçen gün daha sıkı denetimler yapılmakta ve sınırlandırmalar getirilmektedir. Bu sınırlandırmalar ile beraber dizel motorlu araçlarda NOx emisyonlarını azaltmak için ADblue katkı maddesi (amonyak) ve SCR sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. ADblue katkı maddesinin SCR sistemlerinde daha iyi karışması ve iyi sonuç alınması için üre mikseri kullanılmaktadır. Egzoz sistemlerinde geri basıncın yüksek olması performansı olumsuz yönde etkilediği için SCR sistemlerinde kullanılan mikserlerin oluşturacağı geri basıncın düşük olması aynı zamanda SCR sisteminin efektif çalışabilmesi için NH3 homojenlik indeks (UI NH3) değerinin yüksek olması gerekmektedir. Üre mikserleri kanat sayısı, kanat açısı, kanat uzunluğu gibi parametreler ile farklı performanslar vermektedir. Bu çalışmada mikserlerin geri basınca ve UI NH3'e etkisi, 27 farklı mikserin parametrik etkileri sayısal analiz yöntemiyle incelenmiştir. Parametrik çalışma için kanat uzunlukları, kanat açıları ve kanat sayıları değiştirilerek sonuçlar incelenmiştir. Geri basınç hedefinin 1 kPa'dan düşük olması ve UI NH3 değerinin 0,85' ten yüksek olması hedeflenmiştir. Aralarından bu değerleri sağlayan 6 mikser prototip olarak imal edilmiş ve deneysel olarak geri basınç testleri ve UI NH3 ölçümleri yapılarak sonuçlar doğrulanmıştır. Akustik performans için iletim kaybı ölçümleri yapılmış ve akustik davranışları incelenmiştir. Kanat sayısı ve uzunluğunun geri basıncı arttırdığını ancak UI NH3 değerine etkisisin olmadığı yapılan çalışmada görülmüştür.
Farklı fiber yönlerinde üretilen epoksi polimer matrisli karbon elyaf takviyeli kompozit borularda işlenebilirliğin araştırılması
Günümüzde özellikle gelişen batarya sistemlerinin daha verimli kullanılabilmesi adına yüksek mukavemetli ve hafif malzemelerin arayışı hızla devam etmektedir. Bu nedenle kompozit malzemeler daha fazla ilgi görmektedir. Kompozit malzemeler iki veya daha fazla malzemeden elde edilir ve bu malzemelerin üstün özelliklerini içerirler. Fiber takviye plastikler (FRP), önemli miktarda yüksek teknoloji uygulamalarında kullanılmaktadır. Örneğin denizcilik, havacılık, motor sporları, enerji ve savunma sanayisinde kullanılmaktadır. Ancak yine de uzun üretim süreleri, yüksek üretim maliyetleri ve karmaşık geometrilerdeki zorluklar gibi üstesinden gelinmesi gereken bazı zorlukları bulunmaktadır. Formlu geometrilerde ürün elde etmek için filament sarma, pultrüzyon ve vakum torbalama gibi çeşitli üretim yöntemleri mevcut olmasına rağmen, kalıp üzerine elle yatırma yöntemi, yüksek mukavemetli malzemeleri geliştirmek için en verimli yöntemdir. Tez çalışmasında karbon fiber ve polimer matris çalışılmıştır. CFRP boruların üretim yöntemlerinde yüzey hassasiyeti düşük olduğundan üretim sonunda yüzey kalitesi işlemlerine gerek duyulmaktadır. Bu işlemler göz önünde bulundurularak CFRP borular için torna işleme süreci bu çalışmada deneysel olarak incelenmiştir. Bu çalışmada karbon fiber/epoksi kompozit boruların imalatında tek yönlü fiber doğrultusunda (UD) elyaf kullanılarak, uygulamaya yönelik kullanımı için 0, 45, 90° arası açılarda sarım gerçekleştirilerek ürünler elde edilmiştir. Üretilen numuneler bilgisayarlı sayısal kontrollü (CNC) torna tezgâhında üç farklı kesme hızı, üç farklı ilerleme hızı ve sabit kesme derinliğinde tornalama işlemine tabi tutulmuştur. Tornalama işlemi sonrası; yüzey pürüzlülüğü, kesme sıcaklığı ve takım aşınması parametreleri incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda en yüksek yüzey pürüzlülüğü değerine 90⁰ sarım açısı ve 120 m/dak kesme hızında en düşük ise 45⁰ sarım açısı 160 m/dak kesme hızında ulaşılmıştır. Kesme sıcaklığında ise kesme hızı arttıkça kesme sıcaklığında da artış gözlemlenmiştir.
İki farklı metodla üretilen yapısal çelik profillerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Çelik boru ve profiller ekonomik yöntemlerle seri üretime uygunluğuyla kullanımı çok fazla yaygın olan malzemelerdir. Bu çalışmada sıcak haddelenmiş yapısal çelik saclardan iki farklı üretim metodu ve yüksek frekans indüksiyon kaynak yöntemiyle üretilen boyuna kaynaklı yapısal çelik profiller incelenmiştir. Üretimi gerçekleştirilen çelik profillere tahribatlı ve tahribatsız testler uygulanarak mekanik özelliklerin incelenmesi yapılmıştır. Mekanik özelliklerin tespitinde, ağız genişletme (TS EN ISO 8493), sertlik testi ve çekme deneyi (TS 138 EN 10002-1) teknikleri kullanılmıştır. Ayrıca farklı üretim metotları ile üretilen yapısal çelik profillerin mikroyapı incelemeleri de yapılmıştır. Üretimi yapılan profillerin kaynaklı ve kaynaksız yerlerden çekme testi sonuçları değerlendirilmiş olup farklılık olup olmadığına bakılmıştır. İki farklı metodla farklı proses ayarlarıyla üretilen numunelerin kaynaksız yerlerinden yapılan çekme testi sonuçlarının hangilerinin hammadde değerine yakın olduğu saptanmıştır. Çalışmada iki farklı metodun profil büküm yerlerine etkisini görebilmek için sertlik ölçümleri yapılarak ağız genişletme testi ile standardın istediği kriteri sağlayıp sağlamadığına bakılmıştır. Aynı profilin iki farklı metotla üretimlerde kullanılan hammadde miktarları ve kalıp ayar zamanları da incelenmiştir. Bu çalışmaların sonucunda iki farkı üretim metodun karşılaştırılması yapılarak yapısal çelik profil üretiminde kullanılan en iyi üretim metodunun yeni yöntem olan esnek soğuk şekillendirme ile direkt profil üretimi olduğu belirlenmiştir.
Nokta direnç kaynağı ile birleştirilen 439, DX51D kalite sacların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Endüstride, özellikle imalat sektöründe, çeşitli çelik malzemeler yaygın olarak kullanılmaktadır. Üretim sırasında, bu çelik parçaların belirli noktalarda birleştirilmesine sıklıkla ihtiyaç duyulmaktadır. Bu birleştirme için seri imalat sektöründe en yaygın tercih edilen birleştirme yöntemlerinden bazıları nokta direnç kaynağı yöntemidir. Bu ince sac malzemelerin, dayanıklı ve güvenilir bir şekilde birbirine kaynaklanması amacıyla yaygın olarak kullanılır. 439 kalite paslanmaz çelik levha, oksidasyona karşı direnci fazladır ,800-900 dereceye ulaşan sıcaklık dayanımına sahiptir. Yüksek sıcaklıklarda sağlamlığı ve kaynak potansiyeli sayesinde sürekli olarak kullandığımız su ısıtıcıları gibi küçük ev aletlerinde, sıcaklığın sürekli değiştiği araç egzoz yapımı ve parçalarında, çamaşır makineleri, otomotiv sektörü ve en önemlisi gıda sektöründe sıkça kullanılabilen ferritik paslanmaz çeliktir. DX51 galvaniz sac, sıcak daldırma galvanizleme yöntemi ile kaplanmıştır. Bu işlem, çeliği korozyona karşı korumak için çinko kaplama uygulanması anlamına gelir. Genellikle iki tarafı da kaplanmıştır. DX51, genellikle düşük karbonlu çelikten (LC) üretilir ve ticari kalitede olarak kullanılır. Çelik kalitesi, DX51D ve DX51D+Z gibi belirli kimyasal kompozisyon ve mekanik özelliklere sahip alt sınıflarla da belirtilebilir. Yapı inşaatı, otomotiv, beyaz eşya, elektrikli ev aletleri, ambalaj, su ve gaz boru hatları, otomotiv parçaları, çatı kaplama, dış cephe kaplamaları gibi birçok farklı endüstriyel ve ticari uygulamada kullanılabilir. Bu çalışmada, farklı parametreler kullanılarak 439 ve DX51D çelikleri elektrik direnç nokta kaynağı yöntemiyle birleştirilmiştir. Birleştirilen numuneler üzerinde metalografik incelemeler yapılmış ve mekanik testler uygulanmıştır. Numuneler, elektrik direnç nokta kaynağı ile üç farklı amper, üç farklı baskı kuvveti ve üç farklı bekleme süresi kullanılarak hazırlanmıştır. Elektrik direnç nokta kaynağında, elektrotlardan geçen akım, elektrotların iş parçasına uyguladığı kuvvet ve kaynak süresi en önemli temel faktörlerdir. Bu faktörlerin birbirleri ile kombinasyonları ve uygulanma miktarları kaynak kalitesini belirler. Kaynağın kalitesi birleştirilecek parçaların mekanik dayanımına doğrudan etki eder. İlgili kaynak parametrelerin ferritik ve galvanizli çelikler üzerinde dayanım, sertlik ve mikroyapı özellikleri incelenerek uygun kaynak parametrelerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Kaynaklı numunelerin mekanik ve mikroyapı özelliklerini belirlemek amacıyla çekme testi, sertlik ölçümü, mikroyapı analizi ve kaynak nüfuziyeti incelemeleri gerçekleştirilmiştir.
Pe malzemenin sürtünme karıştırma nokta kaynağı
Plastik malzemelerin birleştirme ve kaynak teknolojilerindeki gelişmeler, hem sanayi uygulamaları hem de akademik araştırmalar açısından büyük önem taşımaktadır. Özellikle Sürtünme Karıştırma Kaynağı (SKK) ve ondan türetilen Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı (SKNK) yöntemleri, harici ısıtıcı veya yapıştırıcı gerektirmeden, tüketilmeyen döner takımlar aracılığıyla kaynak yapma olanağı sunmalarıyla öne çıkmaktadır. Hafif yapıların ön plana çıktığı günümüz endüstrisinde, metal yerine polimer kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte, polietilen (PE) gibi termoplastik malzemeler SKNK yöntemiyle başarılı şekilde birleştirilebilmektedir. Bu tez çalışmasında, 4 mm kalınlığında PE levhalar üzerinde farklı takım geometrileri ve işlem parametreleri ile deneyler gerçekleştirilmiş; optimum karıştırma süresi belirlenmiştir. Çekme testleri sonucunda, birinci kaynak takımıyla elde edilen 2412 N'lik çekme kuvveti, asıl numunenin 2650 N'lik değeriyle karşılaştırıldığında %91 oranına ulaşmıştır. İkinci kaynak takımı 2176 N ile %82,12, üçüncü takım ise 2356 N ile %88,9 oranında başarı sağlamıştır. Bu veriler, takım geometrisi, dönme hızı, dalma derinliği ve karıştırma süresi gibi parametrelerin kaynak performansı üzerindeki etkisini net biçimde ortaya koymaktadır. Ayrıca, çeşitli araştırmalar da bu parametrelerin bağlantı kalitesine doğrudan etki ettiğini göstermekte; optimum kombinasyonun seçimiyle güçlü ve homojen kaynak bağlantılarının elde edilebildiği belirtilmektedir. Çalışmada kırılma yüzeyleri, kopma bölgeleri ve enine kesitler optik mikroskop ile incelenerek kaynak yapısının detaylı analizi yapılmıştır. Sonuç olarak, SKNK yönteminin polimer malzemelerde güvenilir ve yüksek performanslı kaynaklar üretmede etkin bir yöntem olduğu bir kez daha kanıtlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Çekme Testi, Parametre, Polietilen, Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı, Takım.