6,656
Archived Theses
7
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Sonlu elemanlar analizi ile sabit bir bom sisteminin topoloji optimizasyonu
Farklı endüstri alanlarının üretim aşamalarındaki ana hedef, en iyi ürünü en kısa sürede ve en az maliyetle üretebilmektir. Tasarım aşamasında öncelikli konu, en iyi tasarımın kendisinden beklenen görevi en iyi şekilde yerine getirebilmesidir. Tasarlanan bir sistemin güvenilirliği, beklenilen istekleri ne kadar karşıladığı ile doğru orantılıdır. Bu şartları sağlayacak çok sayıda çözüm olmasına rağmen, en önemlisi bu çözümler içerisinden en uygun olana sahip olabilmektir. Herhangi bir makine elemanında, yapıda veya sistemde gerçekleştirilen optimizasyon işleminin amacı, en iyiyi en uygun şekilde elde edebilmektir. Bir optimizasyon probleminde zaman parametresi tasarım değişkeni olarak ön plana çıkarken, başka bir problemde maliyet veya hafiflik önem kazanabilmektedir. Mühendislik alanlarında yapısal optimizasyon veya sayısal optimizasyon teknikleri büyük bir öneme sahiptir. Yapısal optimizasyon, sadece üretim maliyetini değil aynı zamanda üretim zamanını da azaltma potansiyeline sahiptir. Topoloji optimizasyonu (TO), sistemin performansını en üst düzeye çıkarmak amacıyla, belirli bir yük, sınır koşulları ve kısıtlayıcılar kümesi için belirli bir tasarım alanını optimize eden matematiksel bir yöntemdir. Topoloji optimizasyonu özellikle konsept tasarım aşamasında çok kullanışlı bir mühendislik tekniğidir. Bu yöntem ile doğrulanmış yapısal model ile güvenilir ve tatmin edici sonuçlar üretebilmektedir. Bu çalışmada belirli bir sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak sabit bir bom sisteminin topoloji optimizasyonu gerçekleştirilecektir.
Klima santrali karışım hücresi için mikser tasarımı ve mikrobiyal kirlenmenin incelenmesi
Klima santralleri karışım hücresinde dış hava ile dönüş havasının karışması sürecinde sıcaklık tabakalaşma meydana gelir ve karışım etkinliği azalır. Bu durum klima santrallerinde enerji kaybına ve yapısal hasarlara neden olabilir. Dolayısıyla dış hava ve dönüş havasının iyi bir şekilde karışması için mikser düzeneklerinin kullanımı önerilmektedir. Bu çalışmada, hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak karışım etkinliğini artırmak için düşük maliyetli ve tüm klima sistemlerinde uygulanabilir bir statik mikser tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Farklı tipte mikserler imal edilmiş ve laboratuvar koşullarında bir klima santrali karışım hücresinde deneysel olarak test edilmiştir. Mikserin sağladığı karışım etkinliği deneysel ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleri ile incelenerek enerji ve ekonomik analizleri yapılmıştır. Tez çalışması esnasında Kovid-19 salgınının meydana gelmesi nedeniyle, klima santrallerinde oluşan mikrobiyal kirlenmenin taze hava oranı ile değişimi tez çalışmasına eklenmiştir. Kirlenme ve karışım etkinliği arasında doğrudan bir ilişki olmamasına rağmen her iki durum da taze hava oranı ile ilişkilidir ve taze hava oranının işletme maliyetlerine önemli bir etkisi bulunmaktadır. Klima santralleri için taze hava oranının artırılması santral içinde mikrobiyal kirlenmenin azaltılması için etkili bir yöntem olmakla birlikte bir diğer yöntem ise klima santrali içinde ultraviole ışık veren düzeneklerdir. Tez kapsamında ultraviole ışık uygulamasının mikrobiyal kirlenme üzerindeki etkisi ayrıca incelenmiştir. Klima santrallerinde oluşan mikrobiyal kirlenmenin yüksek taze hava anına eşlik eden ultraviole ışık uygulaması ile etkili bir şekilde azaltılabileceği ortaya konmuştur.
Silisyum karbürün soğutma sektöründeki kullanımının incelenmesi
Bu çalışmada silisyum karbür malzemesinin soğutma sistemlerindeki kullanım alanları araştırılmıştır. Silisyum ve karbonun tek bileşiği silisyum karbürdür. Malzeme aşınmaya karşı dirençli ve aynı zamanda yüksek ısıya dayanıklıdır. Özetle Silisyum Karbür üstün bir aşındırıcı ve seramik bir malzemedir. Silisyum karbür uygulama alanları; kumlama enjektörleri, otomotiv su pompası contaları, rulmanlar, pompa bileşenleri, eşanjörler ve silisyum karbürünün yüksek sertlik, aşınma direnci ve korozyon direnci kullanan seramik malzemedir. Yüksek sıcaklık davranışından ziyade düşük sıcaklıkta aşınma ile çalışmak için daha fazla kullanılırlar.
Alüminyum ekstrüzyon kalıp tasarımında bilgisayar uygulamaları
Bu tez çalışmasında, plastik şekil verme yöntemlerinden biri olan ekstrüzyon ile karmaşık şekilli alüminyum profillerin hurdaya atılacak malzeme miktarını azaltarak, kısa sürede kaliteli profilleri elde etmek için uygun tasarımlı alüminyum ekstrüzyon kalıplarının üretilmesi test edilmiştir. İstenilen alüminyum profilin üretilebilirlik analizi yapılmıştır. Profil üretimi için gerekli olan parametreler pres seçimi, kalıp çapı, ekstrüzyon oranı, figür sayısı ve bolster gibi faktörlerdir. Kalıp tasarımı iki boyutlu AutoCAD yazılımı kullanılarak çizildi. Alüminyum ekstrüzyon işlemi, Extrude Metal yazılımı kullanılarak simüle edildi. Bu simülasyon programı, sıcaklık, hız, basınç ve biyet gibi faktörlere dayalı olarak sürecin önceden tahmin edilmesine yardımcı olur. Bu yöntem, kalıbın gerçekte deneme ve yanılma sürecine ihtiyaç duymadan daha etkili bir şekilde tasarlanmasını ve ekstrüzyon işlemi sırasında atık malzeme miktarının minimize edilmesi amaçlanmıştır. Bu sayede daha uzun ömürlü kalıplar kullanarak daha yüksek ürün verimliliği elde etme hedeflenmiştir.
İş makinalarında ve traktörlerde kullanılan hidrolik yağ basınç kayıplarının düşürülmesinin yakıt tasarrufuna etkisi
Traktörlerde yer alan yön kontrol valfleri, traktöre bağlanan ekipmanları, kaldırıcı kontrolünü ve çeşitli ekipmanların hareketini kontrol etmek için kullanılır. Bu sistemlerde hidrolik yağ, yön kontrol valfleri aracılığıyla yönlendirilir. Bu valfler, yağın akışını ve basıncını kontrol ederek istenen hareketi sağlar. Yön kontrol valfleri çoğunlukla sürgü tiplidir. Ancak yön kontrol valfleri tasarım gereği belirli basınç kayıplarına yol açar. Yön kontrol valflerinin basınç kayıplarını azaltmak için pürüzsüz yüzeyler kullanmak, daha verimli akış kanalları tasarlamak basınç kayıplarını düşürmek için kullanılan yöntemlerdendir. Fakat bu yöntemler ilk yatırım maliyetini arttırdığı gibi seri üretim koşullarında muadillerine göre fiyatının çok pahalı olmasına neden olmaktadır. Basınç kayıpları, pompada tüketilen enerjiyi ve dolayısıyla yakıt tüketimini arttırır. Özellikle yüksek pompa debilerinde basınç kayıpları daha da artacağı için enerji ve yakıt tüketimi de önemli ölçüde artmaktadır. Yapılan bu çalışmada traktör ve iş makinası valflerinde, nötr pozisyonda boşaltma valfi yardımıyla yağ akışını ayırarak basınç kaybını düşürmek hedeflenmiştir. Bu çalışmanın, traktörlerde ve iş makinalarında yakıt tasarrufu ve hidrolik sistem verimliliğinin artırılması için önemli bir katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Bu katkı analizlerle birlikte değerlendirilmiş ve genel anlamda yön kontrol valflerinin çalışma prensibi detaylıca sunulmuştur. Yeni yapılan tasarım ile basınç kayıplarında ne kadar düşüş yaşandığı ve bunun yakıt tasarrufuna katkısı hesaplanmıştır.
Paralel plakalar arasında MHD newtonıan olmayan nanoakışkanın akışında akış ve ısı transferi karakteristikleri
Bu çalışmada, mikro ölçekli paralel plakalar arasındaki manyetohidrodinamik kayma akışında viskoz yayılım etkileri dahil edilerek, Newtonian olmayan nanoakışkanların akış ve ısı transfer özelliklerini incelenmiştir. Alt plaka sabit ve üst plaka hareketli ve sabit sıcaklıklarda yürütülen araştırma, daimi tam gelişmiş laminer akış koşullarında birinci mertebe kayma hızı modeli ile hız ve sıcaklık dağılımı ile Nusselt sayısını değerlendirilmiştir. Manyetik alan şiddeti (M), kayma hızı (βv), Brinkman sayısı (Br), nanopartikül hacim fraksiyonu (ϕ) ve akışkanın davranış indeksi (n) gibi parametrelerin akışkanın hız ve sıcaklık dağılımı üzerindeki etkilerini ve bu parametrelerin Nusselt sayısına nasıl etki ettiğini ayrıntılı bir şekilde incelenmektir. Sonuçlar manyetik alan şiddeti ve nanopartikül hacim fraksiyonunun artışının akışkanın ısı transfer oranını önemli ölçüde artırdığını göstermektedir. Brinkman sayısı, βv ve n gibi parametreler için Nusselt sayısı, hız ve sıcaklık karmaşık davranışı gösterilmiştir. Bu sonuçlar, Newtonian olmayan nanoakışkanların termal performansının anlaşılması ve ısı transferi ile akış dinamikleri konusundaki bilgi birikimine önemli katkılarda bulunmaktadır.
Çeşitli alüminyum ve kompozit yüzeylerde süperhidrofobik yapı oluşturulması
Sıvıların katı yüzeyleri ıslatabilirliği, aralarında oluşan temas açısı ile tanımlanır. Temas açısı değerini etkileyen en önemli iki faktör katının yüzey enerjisi ve yüzey pürüzlülüğüdür. Temas açısının 90°'den az olduğu yüzeyler hidrofilik yüzeyler adını alırken, temas açısının 90° ile 150° arasında olduğu yüzeyler hidrofobik yüzeyler adını almaktadır. Temas açısının 150°'den büyük olduğu yüzeylere ise süperhidrofobik yüzeyler denir. Bu yüzeyler farklı endüstriyel alanlarda kimyasal ve fiziksel koruma amaçlı veya farklı fonksiyonel amaçlarla geliştirilmeye devam edilmektedir. Hidrofobik ve süperhidrofobik yüzey elde etmek için yaygın kullanılan yöntemlerden biri olan kimyasal aşındırma yöntemi kullanılmıştır. Hidroflorik asit (HF), hidroklorik asit (HCl), nitrik asit (HNO3) içeren kimyasal aşındırıcı çözelti kullanılarak farklı aşındırma sürelerinde numunelerin yüzey pürüzlülüğü arttırılmıştır. Yüzey pürüzlülüğü arttırılan numune yüzeyleri STA içeren çözelti ile modifiye edilmiştir. Endüstriyel kullanımı yaygın olan AA5754 alüminyum alaşımı ile AA5754/SiCp kompozit yüzeylerinde farklı sürelerde kimyasal aşındırma ile oluşturulmuş yüzey pürüzlülüğü değerlerinin ve ayrıca AA5754/SiCp kompozitlerde takviye oranı artışının yüzey temas açısına etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu kompozit malzeme yüzeylerinde süperhidrofobik yapı elde edilerek, Alüminyum metal matrisli kompozit (Al MMK) malzemelerin yeni uygulamalarda kullanılabilirliğinin arttırımı hedeflenmiştir. Elde edilen sonuçlarda kimyasal aşındırma süresinin artması ile yüzey pürüzlülüğü ve temas açısının artış gösterdiği, kompozit malzemelerde takviye oranının artmasıyla daha yüksek temas açısı değerleri elde edildiği gözlenmiştir. Tüm numune yüzeylerinde hidrofobik ve/veya süperhidrofobik yapılar oluşturulmuştur. En yüksek temas açısı değeri ise 169,17 ̊ olarak kütlece %20 oranında SiC takviyeli kompozit malzemede elde edilmiştir.
Susturucularda perfore delik çapı, perfore adedi ve boru çapının geri basınca etkisinin teorik ve deneysel olarak incelenmesi
Egzoz susturucuları, dizel veya benzinli motor farketmeksizin otomobil ve kamyonlarda, motorsikletlerde, jeneratörlerde, deniz taşıtlarında, uçaklarda, vinç ve ekskavatör gibi inşaat ve endüstriyel ekipmanlarda kullanılmaktadır. Bu susturucuların temel amacı, içten yanmalı motorlardan kaynaklanan yüksek ses seviyesini azaltmak ve egzoz gazlarının atmosfere atılabilmesini sağlamaktır. Ancak egzoz sistemlerinde kullanılan ses emici malzemeler, rezonatörler ve borular gibi direnç elemanları, gaz akışını kısıtlar ve egzoz sisteminde yüksek bir geri basınç oluşturur. Oluşan geri basınç sebebiyle yanmış gazlar serbestçe atılamadığı için, motorun verimliliği azalmaktadır. Bu çalışmada, egzoz sistemindeki karşı basınç oluşumunu etkileyen perfore delik çapı, boru çapı ve delik sayısı parametreleri incelenmiştir. Her bir parametrenin geri basınç üzerindeki etkisini belirlemek için, Solidworks Flow Simulation programı kullanılarak teorik modelleme ve analizler elde edilmiştir. Teorik analizleri yapılan susturucuların, arge laboratuvarındaki test sistemi ile egzoz geri basınç deneyleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar kapsamında, farklı geometrik konfigürasyonlara sahip susturucu modelleri kullanılarak elde edilen veriler, grafik, çizelge ve şekiller kullanılarak detaylı bir şekilde sunulmuştur. Çalışma sonunda elde edilmiş veri ve analizler, hem üreticilere hem de araştırmacılara susturucu tasarımı ve egzoz geri basıncı arasındaki ilişki konusunda önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir.
Ev tipi fırınlar için yeni bir teleskobik ray sistemi tasarımı
Günümüzde yaygın kullanılan ev tipi fırınlarda fırın tepsileri ve ızgaraları fırına yerleştirmek için yan duvar tel raf sistemleri kullanılmaktadır. Ev tipi fırın üreten firmalar tarafından yapılan pazar araştırmaları tepsi ve diğer pişirme aksesuarlarını fırın içine yerleştirme ve almayı kolaylaştıracak tasarım talepleri olduğunu göstermiştir. Buradan yola çıkarak geliştirilen teleskobik ray sistemleri ergonomik bir kullanım avantajı sağlayarak bu talebi kısmen karşılamıştır. Teleskobik ray sistemlerinin fırın içinde yer alan yan duvar tel raflara kaynaklanmış olması bu avantajı sadece o raf seviyesinde kullanmaya izin vermekte, diğer raf seviyelerinde kullanım kolaylığı sağlamamaktadır. Bu tez çalışmasında teleskobik ray sisteminin fırın içindeki tüm raf seviyelerinde kullanılabilmesi için yeni bir teleskobik ray sistemi tasarımı geliştirilmesi hedeflenmektedir. NX Siemens 3 boyutlu tasarım programı ile oluşturulan tasarımın yapısal analizleri için ANSYS Workbench programı kullanılmıştır. Model imalatı yapıldıktan sonra deneysel analizler ile standart testler uygulanmıştır. Sonlu elemanlar analizleri ile deneysel sonuçlar karşılaştırılarak sunulmuştur.
Sıfır enerjili bina yaklaşımıyla ısı ve elektrik tüketiminin fotovoltaik panellerle karşılanmasının incelenmesi: Bir AVM örneği
Bu çalışmada İstanbul ili Eyüpsultan İlçesinde faal durumda olan VIALAND Alışveriş Merkezi'nin sıfır enerjili bina yaklaşımıyla ısı ve elektrik tüketiminin fotovoltaik panellerle karşılanabilirliği incelenmiştir. Dünyanın nüfusu ve enerjiye olan ihtiyacı her geçen gün artmaktadır fakat kaynaklar aynı hızla tükenmektedir. Alışveriş merkezlerinin sayısı ülkemizde 2023'te 446'ya ulaşmıştır. İstanbul Eyüpsultan İlçesindeki VIALAND Alışveriş Merkezi'nde enerji talebinin düşürülmesi amacıyla çalışmalar yapılmıştır. Çalışmanın başlangıcı binanın 2021 ve 2022 yıllarında ortalama enerji tüketiminin incelenmesi olmuştur. Tüketim, işletmeler ve ortak alanlar olmak üzere ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Binanın dış kabuğu, mekanik ve elektrik sistemleri incelenmiştir. Başta aydınlatma olmak üzere birçok sistemde iyileştirme yapılmıştır. Konum olarak çevre yapılardan etkilenmeyen tesisin yürünebilir teras çatısında PV*SOL programı ile uygun GES tasarımı yapılmıştır. Sekiz farklı blok ayrı ayrı incelenmiştir. Teras uygun alanlar taranmış, panel konumlandırılamayacak noktalar yasak bölge olarak tanımlanmıştır. Ayrıca, çatıyı sınırlayan parapetlerden en az bir metre olacak kadar mesafe bırakılmıştır. Seçilen fotovoltaik (PV) panel ve diğer sistem elemanları yardımıyla yapılan analizler sonucunda elde edilebilir güneş enerjisi kaynaklı elektrik gücü hesaplanmıştır. Tesisin enerji tüketimleri ile kıyaslanarak yapılacak ilave iyileştirmeler sayesinde ortak alanların enerji ihtiyacının burada tanımlanmış PV yöntemden yararlanarak karşılanabileceği görülmüştür.
Fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli sandviç kirişin eğilme ve titreşim analizi
Bu çalışmada, basit destekli fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli sandviç kirişin eğilme ve titreşim analizi gerçekleştirilmiştir. Kirişin yüzeyleri, fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli malzemeden olup, özü homojen malzemeden olduğu varsayılmıştır. İki farklı gözenekli malzeme modeli kullanılmış olup, bu gözenekli malzemeler üniform ve simetrik özelliklere sahiptir. Fonksiyonel derecelendirilmiş gözenekli öz ve yüzey tabakalarının malzeme özellikleri, kuvvet kanunu dağılımına göre kalınlık boyunca değiştiği kabul edilmiştir. Kirişin hareket denklemleri Hamilton prensibi kullanılarak elde edilmiştir. Gözenekli sandviç kirişte iki farklı tip için fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme için karışım kuralı uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, kapalı form çözümleri Navier yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Farklı gözeneklilik katsayıları, uzunluğun kalınlığa oranları, öz ve yüzey tabakalarının kalınlık oranları, hacimsel değişim üsteli değiştirilerek sayısal sonuçlar elde edilmiştir. Bu sonuçlar, literatürle karşılaştırılmış ve uyum içinde olduğu gözlemlenmiştir.
Piezo-elektrik tahrikli esnek ve çırpan kanatlı mikro hava aracı tasarımı ve deneysel incelenmesi
Bu çalışmada, deneysel veriler sonucunda geliştirilen bir piezoelektrik eyleyici ile, yusufçuktan esinlenilerek tasarlanan ve üretilen mikro hava aracı (MHA) kanat çırpma mekanizması tahrik edilmiştir. Literatürdekiler gibi boyuna titreşimleri kullanmak yerine bir ucunda neodim mıknatıs bulunan iki adet boyuna seri olarak tutturulmuş kare kesitli piezoelektrik (PZT) kristal çubuğun eğilme ve burulma titreşimi, darbeli itki mekanizması (DİM) metodu uygulanarak sürekli doğrusal bir harekete çevrilmiş ve bu tez kapsamında biyobenzetim yoluyla yusufçuktan esinlenilerek tasarlanan çırpan kanatlı mikro hava aracı (ÇKMHA) kanat çırpma mekanizmasının itici gücü olarak kullanılmıştır.
Zamak döküm kalıbında geliştirme ve ürün analizleri
Günümüzde büyük firmalar, seri üretim sırasında çeşitli yöntemler izlemektedirler. Bu yöntemlerden birisi de zamak döküm ile parça imalatıdır. Daha çok orta kayıt, cam ve kapı sektöründe bulunan, yerine göre küçük yerine göre hacimli parçaların üretimi için tercih edilen bir yöntem çeşitidir. Döküm sırasında parçaların belirlenen geometrilerinin elde edilebilmesi için, belirlenen teknik ölçüler üzerinden kalıp imalatları gerçekleşmektedir. Yapılan kalıplar ilk olarak deneme aşamasına girmekte ve test edilmektedir. Kalıptan çıkan ürünler gerekli şartları yerine getirdiği takdirde seri üretime başlamaktadır. Fakat bazı kalıplarda bazen tasarımsal, duruma göre fiziksel, çevresel ve buna benzer etmenlerden dolayı hatalar ortaya çıkabilir. Bu tez çalışmasında üretim parkurunu yavaşlatan ve parça geometrisinden dolayı sıkıntı oluşturan bir ürün ele alınmıştır. İlk olarak parçanın üzerinde yapılacak olan değişikliklere karar verilmiştir. Belirlenen parametreler üzerinden parçanın eski hali ile yeni halinin karşılaştırılması analiz programları yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Ürünün ve kalıbın optimizasyonu sağlanmıştır.
Sac metal malzemelere Erichsen deneyinin uygulanması ve sonlu elemanlar yöntemi ile simülasyonu
Bu tez çalışmasında 1050 serisi alüminyum, 304 çeliği, galvaniz çeliği ve S235JR metalleri üzerine gerçekleştirilen Erichsen deneyi sonuçlarının, sonlu elemanlar metodu temelli numerik analiz çalışması ile doğrulanması üzerine bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Metal malzemelerin çeşitli süreçlerden geçirilerek tasarlanan şekillere getirilmesi için sürece uygun malzeme seçimi kritik bir öneme sahiptir. Metal malzemelerin plastik şekil değiştirme bölgelerini kullanarak istenen tasarımın kalıcı olarak sac metaller üzerinde oluşturulmasında şekillendirilebilirlik kapasitesi metal malzeme için değerlendirilmesi gereken bir özelliktir. Bu çalışmada metal sacların şekillendirilebilirlik değerlerinin ölçülmesi için geliştirilen EN ISO 20482:13 standardı ile tanımlanan Erichsen Deneyi 1 mm. kalınlığında 4 farklı metal malzeme üzerine her numune üzerinden 3 farklı deney sonucu alınarak gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneyler sonucunda 1050 alüminyum malzeme numunesi için ölçülen ortalama Erichsen deneyi sonucu 8,3 mm olarak gerçekleşmiştir. Galvaniz çeliği için gerçekleştirilen deney sonuçlarında ortalama Erichsen deneyi sonucu 11,5 mm olarak gerçekleşmiştir. S235JR malzeme numunesi için gerçekleştirilen Erichsen deneyi ortalama sonucu sonucu 9,2 mm olarak gerçekleşmiştir. 304 çeliği için gerçekleştirilen test sonucunda i-alınan iki Erichsen deneyi sonucuna göre 12,6 mm ve 12,7 mm değerleri alınmış falan iki değer noktasında da malzeme üzerinde çatlak oluşmadığı ve deney cihazının zımba hızının en yüksek değerine ulaştığı için deformasyona devam edemeyen test cihazından 304 çeliği için kullanılabilir bir Erichsen deney sonucu elde edilmemiştir. Bu tez çalışmasında sonlu elemanlar metodu temelli eksplisit çözüm yöntemi kullanılan bir analiz programı desteği ile Erichsen testi analiz programı üzerinden modellenmiştir. Elde edilen sonuçlar Erichsen deneyinden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Analiz programında malzeme özellikleri girdisi olarak ilgili malzemeler için literatürden bulunan çekme testi sonuçları ile belirlenen özellikler tanımlanmıştır. Tez çalışması Erichsen deneyi gibi yüksek deformasyon miktarı içeren doğrusal olmayan bir sürecin, bir analiz programı aracılığı ile çekme testlerinden elde edilebilen temel malzeme özellikleri kullanılarak deney sonuçlarının hesaplanabileceğini öngörmektedir. Erichsen deneyinden çıkacak sonuçların analiz çalışmasında malzemenin kritik akma gerilmesi noktasında çatlamanın oluşacağı varsayılarak kritik akma gerilmesinin oluştuğu noktadaki deformasyonun Erichsen deneyi sonucunu doğrulayabileceği varsayımından yola çıkarak sonuca ulaşmayı hedeflemiştir. Analiz çalışması sonucunda Erichsen deneyi sonucu ortalama 8,3 mm olan 1050 alüminyum malzemenin tahmini çatlak oluşum değeri % 10,8 sapma ile 9,2 mm bulunmuştur. S235JR için gerçekleşen Erichsen deneyi sonucu 9,2 mm olurken analiz sonucunda % 6,5 sapma ile 9,8 mm sonucuna ulaşılmıştır. Galvaniz çelik için Erichsen testinde okunan 11,5 mm değerine karşılık analiz sonucunda % 5,2 sapma ile 12,1 mm olarak hesaplanmıştır. Bu yöntem ile karşılaştırılan sonuçlar sonlu elemanlar yönteminin kullanılması ile tasarım sürecinde malzeme seçimi sürecinde ihtiyaç duyulan testlerin muhtemel sonuçlarının bilgisayar destekli analiz programları ile hesaplanabildiğini ispatlayarak, maliyet anlamında süreçler için bu yöntemin potansiyelini göstermiştir.
Proje bazlı imalat yapan firmada yalın üretim uygulamaları
Artan rekabet koşullarında, bir ürünün kaliteli ve hızlı üretimi için tüm aşamaların uyumlu çalışması şarttır. Malzeme hazırlığı ve üretim hattının beslenmesi bu süreçte kritik bir rol oynar. Ancak müşteri ihtiyaçlarının değişip çeşitlendiği pazarda, işletmeler, taleplere uyum sağlamak ve yeni ürünler geliştirmek için üretim sistemlerini modernize ve optimize etme ihtiyacı duymaktadır. Yalın üretim, israfları azaltmaya yönelik bir yöntem olarak değerlendirilmektedir. Bu tez çalışması, makine imalat sektöründe proje bazlı üretim gerçekleştiren bu fabrikada yalın felsefe yöntemleri ele alınarak bu süreçlerin sürekli iyileştirmek amacıyla kaleme alınmıştır. Üretilen ürünlerin bazı zamanlar istenilen süreyi aşarak daha erken teslim edilmesi gerekebilir. Bu nedenle, anında ve hızlı tepki verebilen bir sistemin kurulması önemlidir. Bu perspektif doğrultusunda, iç lojistik sistemlerindeki geçmişten kalma atıl kapasiteler ve verimsizlikler belirlenmiştir. Lojistik rotaları oluşturulmuş ve malzemelerin istenen yere, sadece ihtiyaç duyulan miktarda, mümkün olan en kısa yoldan ulaştırılması konusunda çalışmalar yapılmıştır.Bu çalışma, ürün maliyetlerini azaltırken verimliliği artırmayı amaçlayan yalın üretim tekniklerinin bir firmadaki uygulama sonuçlarını inceleyerek literatüre katkı sunmayı ve bu uygulamaları geliştirmeye yönelik stratejiler belirlemeyi hedeflemektedir.
Talaşlı imalatta kesme parametreleri ve işleme proseslerinin optimize edilmesiyle takım ömrü ve üretim hızının arttırılması çalışması
Talaşlı imalatta, işlenecek parçanın malzemesini tanımak önemlidir. Malzemenin standardı, kullanılacak kesici takımın kalitesi ve kesme hızı hakkında bilgi verir. Kesme derinliği (ap) ve ilerleme değeri (fz), iş parçasının şekline ve operasyonun kaba, orta kaba veya finiş aşamasında olup olmamasına bağlıdır. Kesme hızı (Vc) ise kesici takımın kalitesi ve malzeme türüne göre belirlenir. Takım kalitesi, yalnızca kaplamayı değil kullanılan karbür yapısını da içerir; bu da uygun kesme hızını belirlemede etkilidir. Bu çalışmada talaşlı imalatta kullanılan kesici takımların kesme parametrelerinin (kesme hızı, ilerleme oranı, talaş derinliği) takım ömrü üzerindeki etkisi incelenmiştir. 6 adet 2344 malzeme kalıp parçası aynı özellikteki 2 adet freze ile trokoidal ve geleneksel frezeleme ile işlenmiştir. Trokoidal kesim metodu ile çalışan takım 9dk 54sn çalışarak 30,58µm aşınmış, geleneksel kesim metodu ile çalışan takım 17dk 40sn çalışarak 153,28µm aşınmıştır. Trokoidal kesim metodunun geleneksel kesim metoduna göre hem hız hem de takım ömrü olarak daha avantajlı olduğu ispatlanmıştır.
Çift hava akımı ile çalışan dikey eksenli rüzgar türbininin analizi
Bu çalışmada rüzgar türbinlerinde yeni bir konsept olan çift karşıt hava akımıyla çalışma yöntemi incelenmiş, konsepttin çalışma teorisi açıklanmış ve performansı da hesaplamalı akışkanlar dinamiği yardımı ile hesaplanmıştır. Bu çalışma kapsamında dikey eksenli sürükleme tipi rüzgar türbini seçilmiş ve model tasarlanmıştır. Bu konseptte en önemli unsur havanın yönlendirilmesidir. Bu çalışmada yönlendirme için bir kanal yapısı kullanılmıştır. Model, farklı rüzgar hızlarında geleneksel yöntem olan tek yönden hava akımı ve yeni konsept olan çift karşıt hava akımı için AutoDesk CFD 2024 programında simülasyonları modellenmiştir. Bu çalışma için ön bölümden 5, 7 ve 9 m/s ve arka bölümden giriş için 0, 3, 5 ,7 ve 9 m/s rüzgar hızlarında analizler gerçekleştirilmiştir. Bu simülasyonlar sayesinde geleneksel çalışan türbin ve yeni konseptle çalışan türbin için performans sonuçları elde edilmiştir. Sonuçlar, geleneksel olarak çalışan türbinin farklı rüzgar hızlarında minimum 19.35 W ve maksimum 115.22 W güç üretebildiğini göstermiştir. Yeni konsept minimum 70.10 W ve maksimum 1412.98 W güç üretebildiğini göstermiştir.
Nanoparçacık ilaveli alternatif yakıtların motor karakteristikleri ve egzoz emisyonlarına etkilerinin deneysel olarak belirlenmesi ve istatistiksel-sayısal yaklaşımlar kullanılarak optimizasyonu
Bu çalışmada, kişniş tohumu yağı (KTY100) ve atık kızartma yağından (AY100) elde edilmiş biyodizel, hacimsel olarak dizel yakıt ile karıştırılmış ve optimum karışım oranı belirlenerek %30 kişniş tohumu biyodizeli ile %70 dizel karışımından (KTY30) ve %20 atık kızartma yağı biyodizeli ile %80 dizel karışımından AY20 yakıtları üretilmiştir. Oluşturulan bu yakıtlara 0-100 ppm arasında 25 ppm aralıklarla bor karbür (B4C) ve kristalin nano selüloz (NS) nanoparçacıklar eklenerek deney yakıtları hazırlanmıştır. Nanoparçacık katkılı yakıtların motor performans ve emisyonları deneysel olarak incelenmiş ve Tepki Yüzeyi Metodolojisi (RSM) kullanılarak KTY için iki faktörlü, AY için ise üç faktörlü modelleme gerçekleştirilerek optimum nanoparçacık miktarı belirlenmiştir. Ayrıca çalışmada ANSYS Forte 2019 R3 yazılımı kullanılarak krank mili açısına bağlı olarak silindir içi basınç ve sıcaklığı simüle edilmiş ayrıca emisyon değerleri sayısal olarak modellenmiştir. Çalışmada elde edilen sonuçlarına göre; deney yakıtları ASTM D6751 ve EN 14214 biyodizel standardına göre kabul edilebilir sınırlar içindedir. Regresyon denklemlerini kullanılarak RSM' nin yapmış olduğu tahmin sonuçları ile test sonuçları arasında kuvvetli bir uyum olduğu gözlemlenmiştir. Deneylerde elde edilen veriler ile RSM' nin tahmin sonuçları arasında, B4C katkılı KTY yakıtlar için tüm yanıtların hata oranı ortalaması 4,34 olarak belirlenmiştir. NS katkılı KTY yakıtlar için tüm yanıtların hata oranı ortalaması 4,08 olurken, B4C katkılı AY yakıtlar için 4,86, NS katkılı AY yakıtlar için ise tüm yanıtların hata oranı ortalaması 5,51 olarak belirlenmiştir. Tüm deney yakıtları için R2 değerleri %95 ve üzerindedir. Bu durumda %95 güven düzeyinde istatistiksel olarak verilerin anlamlı olduğu söylenebilir ve kabul edilebilir sonuçlar elde edildiği görülmektedir. RSM optimizasyonuna göre; KTY yakıt için optimum NS miktarı 100 ppm ve motor yükü 1453,21 W, optimum B4C miktarı 62,6263 ppm ve motor yükü 1530,30 W olarak belirlenmiştir. AY yakıt için optimum NS miktarı 58,8986 ppm, enjeksiyon basıncı 220 bar ve motor yükü 1368,68 W olarak belirlenmişken, AY20 yakıtına eklenen optimum B4C miktarı 36,36 ppm, enjeksiyon basıncı 220 bar ve motor yükü 1267 W olarak belirlenmiştir.
Trakya Bölgesindeki endemik bitkilerin İHA görüntülerinden tespitini yapabilen CNN algoritmasının geliştirilmesi
Bu tez çalışması, Trakya bölgesindeki bazı endemik bitkilerin takibini, tespitini veya istatistiğini tutmak isteyen kişi ve kuruluşlara hızlı, erişilebilir ve yüksek doğruluk bir çözüm hedeflenen evrişimli sinir ağları algoritması olan You Only Look Once (YOLO) algoritması temelli bir bitki tespit modeli geliştirerek sunmaktır. Bu kapsamda, seçilen endemik bitkiler Dianthus ingoldbyi, Verbascum degenii ve Centaurea kilaea olmak üzere bitkilere ait 2 örnek alanda 2 farklı insansız hava aracı kullanılarak farklı çözünürlüklerde 75 görsel veri elde edilmiştir. Belirli veri çoğaltma teknikleri uygulanarak görsel veriler 240'a yükseltilmiştir. YOLO v11 nano modelinden doğal veri ve yapay veri kullanılarak belirli eğitim parametreleri ile 2 farklı model oluşturulmuş ve karşılaştırılmış, veri çoğaltma yöntemlerinin sınıf dengesini sağlamak ile kalmayıp aynı zamanda modelin yapısal öğrenmesini ve tespit yeteneğini olumlu yönde etkilediği deneysel olarak doğrulanmıştır. Seçili endemik bitkiler arasında en yüksek performans gösteren Verbascum degenii endemik bitkisinin olduğu görülmüştür. En iyi performans gösteren modele arayüz kazandırılarak kullanılması kolaylaştırılmıştır.
Açık hücreli bakır köpük entegre edilmiş reküperatif brülör başlık yapısının baca gazı ısıl veriminin sayısal incelenmesi
Bu tez çalışmasında, reküperatif brülör sistemlerine entegre edilmiş açık hücreli metal köpük yapıların ısı transferine etkisi sayısal yöntemlerle incelenmiştir. Reküperatif brülörler, atık ısıyı geri kazanarak enerji verimliliğini artırmayı amaçlayan sistemlerdir. Bu kapsamda, açık hücreli bakır köpük ve geleneksel silisyum karbür başlıkların kullanıldığı iki farklı brülör başlık modeli oluşturulmuş ve bu modeller Siemens FloEFD yazılımı kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analiz modülü ile analiz edilmiştir. Sıcaklık dağılımları, hız profilleri, basınç kayıpları ve ısı transfer katsayıları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, açık hücreli metal köpüklerin yüksek yüzey alanı ve termal iletkenlik gibi özellikleri sayesinde ısı transfer performansını önemli ölçüde artırdığını göstermiştir. Ayrıca, modellerin enerji verimliliği Siegert faktörü yaklaşımıyla hesaplanmış ve açık hücreli metal köpük yapıların reküperatif brülör sistemleri için etkin bir alternatif sunduğu sonucuna varılmıştır.
Alüminyum ekstrüzyon kalıp tasarımının sonlu elemanlar programı kullanarak iyileştirilmesi ve deneysel doğrulama
Bu tez çalışmasında, alüminyum ekstrüzyon sürecinde kullanılan kalıpların tasarımı, sonlu elemanlar programı Inspire Extrude Metal kullanılarak analiz edilmiş ve iyileştirilmiştir. Üç farklı alüminyum alaşımı ve profil tipi için yapılan analizlerde, sıcaklık, malzeme akış hızı ve gerinim olmak üzere üç temel parametre ele alınmıştır. Analiz sonuçları doğrultusunda, ekstrüzyon kalıp tasarımları söz konusu parametrelere göre optimize edilmiş, böylece malzeme akışında homojenlik sağlanması, oluşabilecek hataların azaltılması ve kalıp ömrünün artırılması hedeflenmiştir. Simülasyon sonuçları ile elde edilen nihani ürün arasında yüksek uyum elde edilmesi, sonlu elemanlar yöntemiyle yapılan analizlerin geçerliliğini ortaya koymuştur. Bu çalışma, alüminyum ekstrüzyon prosesinde kalıp tasarımının sayısal yöntemlerle iyileştirilmesiyle, üretim kalitesinin artırılması, enerji verimliliği ve maliyet açısından önemli katkılar sağlamaktadır.
Üç yönlü periyodik minimal yüzeylerle (ÜYPMY) tasarlanan kalça implantlarının yapısal analizi
Üç yönlü periyodik minimal yüzey (ÜYPMY) yapılar, ortopedik implant tasarımlarında mekanik dayanım ile biyolojik uyumluluğu birlikte sunan yenilikçi bir yaklaşım olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, kalça implantlarında Gyroid, Diamond, Schwarz, Split-P gibi ÜYPMY tabanlı gözenekli kafes yapıların kullanımı araştırılmıştır. İlk olarak SolidWorks yazılımında yoğun bir kalça implant modeli tasarlanmış, ardından bu model nTopology yazılımına aktarılmıştır. Modelin içi 3 mm derinliğe kadar boşaltılarak ÜYPMY yapılarla doldurulmuştur. Tasarım iki aşamalı olarak gerçekleştirilmiştir: İlk aşamada hücre kalınlığı sabit tutularak hücre boyutları değiştirilmiş, ikinci aşamada ise hücre boyutu sabit tutularak kalınlık parametresi değiştirilmiştir. Magnezyum AZ91 malzeme özellikleri atanarak sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiş ve maksimum yer değiştirme, maksimum gerilme ve maksimum şekil değişimi değerleri değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, ÜYPMY ile yapılandırılmış implantların yapısal bütünlükten ödün vermeksizin implant ağırlığını azaltabildiğini ve gerilme dağılımını iyileştirerek osseointegrasyonu artırma potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Bu tez, kalça implantlarında ÜYPMY kafes yapıların tasarımı, mekanik performansı ve biyolojik avantajları açısından detaylı bir değerlendirme sunmakta ve eklemeli imalat teknolojileri ile kişiye özel implant üretiminin önünü açmaktadır.
Üçlü periyodik minimal yüzeyli (TPMS) yapıların dinamik davranışlarının incelenmesi
Bu tez çalışmasında Üçlü Periyodik Minimal Yüzeyli (TPMS) yapıların dinamik davranışları, Gyroid, Diamond, Primitive ve I-WP topolojilerine sahip kafes kirişlerin çeşitli sınır koşulları altında sergilediği deformasyon, modal analiz ve kritik burkulma kuvvetleri incelenmiştir. TPMS yapıların yüksek mekanik performans, hafiflik ve enerji emilimi gibi önemli avantajlara sahiptir. Bu çalışmanın amacı, TPMS geometrisinin ve sınır koşullarının yapıların doğal frekansları, eğilme ve burkulma kuvvetleri üzerindeki etkilerini anlamaktır. Simcenter 3D yazılımı kullanılarak, her TPMS topolojisi için farklı sınır koşulları tanımlanmış ve her yapı için doğal frekans, deformasyon ve burkulma kuvvetleri hesaplanmıştır. Yapılan analizler, TPMS yapıların geometrisinin ve doğru sınır koşullarının, rezonansa girme, deformasyon ve burkulma riskini minimize etmekte kritik rol oynadığını göstermektedir. Sonuç olarak, TPMS yapıların doğru sınır koşullarıyla optimize edilmesinin yapısal dayanıklılığı ve dinamik performansı iyileştirebileceğini ortaya koymaktadır.
Sanayide enerji verimliliği etüt projesi ve vaka analizi
Dünya üzerinde hızla artmakta olan nüfus, toplumların refah seviyesi ve sanayileşme, enerjiye olan talebi devamlı artırmaktadır. Fosil yakıtların yakın gelecekte tükenme noktasına geleceğini gösteren araştırmalar ışığında, enerjinin etkin ve verimli kullanılması hayati bir öneme sahiptir. Özellikle enerjinin yoğun bir şekilde tüketildiği sanayi sektöründe, enerji verimliliği çalışmalarının belirlenmiş standartlara göre yapılması son derece önemlidir. Bu çalışmada, Trakya bölgesinde Upfield margarin yağ fabrikasındaki, enerji tüketen makinelerde ve ekipmanlarında yapılabilecek enerji verimliliği çalışmaları anlatılmış ve işletmeler için etkin bir verimlilik çalışması olan, enerji etüt proje uygulaması hedeflenmiştir. Öncelikle mevcut durumdaki enerji sarfiyatları ve maliyetleri hesaplanmıştır. Makine ve ekipmanlar için enerji verimlilik artırıcı önlemler tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde, işletmede yıllık 7.690.553,23 TL tasarruf edilmiştir. Yatırım maliyetlerini göz önüne alırsak, işletme için yapılan etüt projesinin geri ödeme süresi yaklaşık 18 ay olarak ortaya konmuştur.
Ardışık sol-jel daldırma yöntemi ile fonksiyonel seramik kompozitlerin hafif metaller üzerine kaplanabilirliğinin incelenmesi
AZ91 Mg alaşımının biyomedikal uygulamalarda biyobozunur implant malzemesi olarak kullanılabilirliği, yüksek korozyon hızı ve yüzey kararsızlığı nedeniyle sınırlıdır; bu sorunlar çoğunlukla yüzey mühendisliği yaklaşımlarıyla giderilmeye çalışılmaktadır. Bu tez çalışmasında AZ91 alaşımı üzerinde, hidroksiapatit (HAp) ve fonksiyonel katkılar nano-silika (n-SiO₂) ile nano-grafen (n-Gr) içeren seramik hibrit kaplamaların, ardışık sol–jel daldırma yöntemiyle kaplanabilirliği araştırılmıştır. Çalışmanın özgün yönü, literatürde yaygın olan "çoklu daldırma–tek sinterleme" yaklaşımından farklı olarak, her daldırma adımından sonra düşük sıcaklıkta sinterleme uygulanmasına dayanan ardışık kaplama stratejisinin kullanılmasıdır. Böylece bir sonraki katmanı destekleyecek daha yoğun, daha kararlı ve aderansı güçlendirilmiş bir alt yüzey oluşturulması hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarda AZ91 numuneleri üç farklı sol–jel sistemle kaplanmıştır: yalnızca HAp içeren sol, HAp + n-SiO₂ içeren hibrit sol ve HAp + n-SiO₂ + n-Gr içeren hibrit sol. Daldırma parametreleri sabit tutulurken sinterleme sıcaklığı (özellikle 460 °C ve 500 °C), sinterleme çevrim sayısı (1×–2×–3×) ve atmosfer koşulları (hava—korumasız, N₂—inert) değişken olarak ele alınmıştır. Kaplama sonrası yüzey morfolojisi ve tabaka sürekliliği SEM ile elementel bileşim ile kaplama–altlık etkileşimi EDS ve element haritalandırma analizleriyle değerlendirilmiştir. Bulgular, 500 °C'de hava atmosferinde yürütülen ısıl işlemlerin Mg altlıkta oksidasyonu ve yer yer yanmayı artırarak kaplama bütünlüğünü bozduğunu göstermiştir. Buna karşın 460 °C'de N₂ atmosferinde uygulanan ardışık sinterleme, oksidasyonu sınırlamış; HAp ve hibrit kaplamalarda sürekliliği artırmış ve yüzey çatlaklarını azaltmıştır. SiO₂ katkısı daha kompakt ve homojen bir film oluşumunu desteklemiş; HAp + n-SiO₂ + n-Gr içeren hibrit kaplamalarda ise özellikle inert atmosferde 1×–2× sinterleme sonrasında altlık etkisinin azaldığı ve fazların yüzeye daha dengeli dağıldığı daha süreklilik gösteren bir morfoloji elde edilmiştir. Sonuç olarak, AZ91 üzerinde ardışık sol–jel daldırma ve her katman sonrası sinterleme yaklaşımının, fonksiyonel seramik hibrit kaplamalar ile birlikte kullanıldığında yüzey bütünlüğü ve potansiyel korozyon direnci açısından biyomedikal implant uygulamalarıyla uyumlu, umut verici bir yöntem olduğu ortaya konmuştur.
Metal ve katmanlı zırh malzemelerin 7,62 mm'lik zırh delici meriler karşısında balistik başarımının incelenmesi
Sivil ve askeri uygulamalarda tam balistik koruma sağlayan ve mümkün olan en düşükağırlıktaki zırhı seçebilmek için mühendislik malzemelerinin balistik başarımlarınınbilinmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, mühendislik malzemelerinden bazı çelikler(AISI 1050, AISI 4140, AISI 4340, 100Cr6,), alüminyum alaşımları (AA)( AA 5083 veAA 7075) ile katmanlı kompozitler 7,62 mm'lik zırh delici mermiler karşısında balistikolarak incelenmiştir. Çelik numuneler AISI 1050 hariç dört farklı ısıl işlem, alüminyumalaşımlarından AA 7075 te üç farklı ısıl işlem koşulunda denenmiştir. Dört farklı sertlikdeğeri temel alınarak ısıl işlem uygulanan çeliklerde 40, 50, 55 ve 60 HRC sertlikler eldeedilmeye çalışılmıştır. Alüminyum alaşımı 7075'te ise tavlama (T0), yaşlandırma (T651) veaşırı yaşlandırma (T7351) ısıl işlemleri uygulanmıştır. AISI 1050 ve AA 5083 piyasadantemin edildikleri gibi doğrudan kullanılmıştır. Daha sonra tüm malzemelerin balistikdeneylerden önce mekanik özellikleri belirlenmiştir. Ardından hedef kalınlığının balistikbaşarıma etkisini gösterebilmek için 5 farklı alan yoğunluğu sabit tutularak tüm numuneler 5farklı kalınlıkta hazırlanmıştır. Sonra her bir atış beş kez tekrarlanarak toplamda 525 atışyapılmıştır. Bunların ardından, en yüksek başarımı gösteren ~53 HRC sertlikteki AISI 4340numunesin önüne seramik koyularak katmanlı şekilde denenmiştir. Balistik deneylerKırıkkale Silahsan Silah Fabrikası A.Ş. atış poligonlarında 7,62 mm'lik zırh delicimermilerle gerçekleştirilmiştir. Deneyler sırasında mermi giriş ve çıkış hızları ölçülmüş vedeneylerden sonra başarılı olan ve olmayan tüm numuneler makro ve mikro olarakincelenerek hasar mekanizmaları ve balistik başarımı etkileyen etmenler belirlenmiştir. Buçalışmada en yüksek balistik başarımı katmanlı kompozitler sergilerken, bütüncül zırhmalzemeleri içinde en iyi başarımı ~53 HRC sertlikteki AISI 4340 numunesi göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Balistik deney, Zırh delici mermi, Zırh malzemeleri.
Çift fazlı bir çeliğin frezede işlenebilirliğinin araştırılması ve yapay sinir ağları ile kestirimi
Bu çalışmada değişik sıcaklıklarda ara-kritik tavlanmış ve su verilmiş düşük alaşımlı çeliğin frezede işlenebilirliği incelenmiştir. Ayrıca elde edilen deneysel sonuçların yapay sinir ağları ile kestirimi yapılmıştır. Ara-kritik bölgede gerçekleştirilen ısıl işlemler sonrasında içyapılar incelenip martensit hacim oranları belirlenmiştir. Ayrıca 737ºC, 754ºC ve 779ºC sıcaklıklarından su verilmiş düşük, orta ve yüksek martensit hacim oranlarına sahip çeliğin mekanik özellikleri tespit edilmiştir. Aynı zamanda değişik martensit hacim oranlarına sahip çeliklere Jominy uca su verme deneyi yapılarak sertleşebilirlikleri tespit edilmiştir. İşlenebilirlik, frezeleme işlemi kullanılarak değişik kesme hızlarında değerlendirilmiştir. Ayrıca bu işlemlerde karşılaştırma yapmak amacıyla kaplamasız ve TiN kaplamalı semente karbür uçlar kullanılmıştır. Martensit hacim oranının ve kesme parametrelerinin takım ucu aşınmasına ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi incelenmiştir. Elman'ın yinelenen sinir ağları ile birlikte Levenberg-Marquardt algoritması kullanılmış ve kestirim işleminin başarılı olduğu tespit edilmiştir.
Elektrikli ısıl işlem fırınlarının modellenmesi ve sıcaklık kontrolü
Bu tez, elektrikli ısıl işlem fırınlarına farklı kontrol stratejilerinin uygulamalarını hedef almaktadır. Öncelikle, elektrikli bir ısıl işlem fırınının ısıl davranışını tanımlayan bir dinamik model geliştirilmiş ve fırının durum denklemleri standart matris formunda elde edilmiştir. Daha sonra sayısal hesaplamalarda kullanılan sistem parametreleri belirlenmiştir. Yalıtımın etkisini incelemek için fırının yalıtım duvar katmanının yapısı üç farklı şekilde tasarlanmıştır. Belirlenme zorluklarından dolayı, fırının iç refrakter katmanı ve ısıl işlem gören malzeme arasındaki konveksiyon/radyasyon direncinin üç farklı değeri seçilmiştir. Hesaplamalar işlem gören malzemenin iki farklı kütle değeri için yürütülmüştür. Aç-kapa, PID, optimum ve düşük mertebeden durum gözlemleyicileriyle optimum kontrol yöntemlerinin uygulanması için algoritmalar geliştirilmiştir. Fırında işlem gören malzemeyi ortam sıcaklığından belli bir referans sıcaklığına getirmek için her bir kontrol yöntemi uygulanarak sayısal simulasyonlar yapılmıştır. Sonuçlar kontrol doğruluğunu ve geçici cevap özelliklerini özetleyen performans kartlarıyla sunulmuştur. Sistem çıkışının ve diğer önemli sistem değişkenlerinin zaman cevapları grafikler halinde verilmiştir. Simulasyonlardan elde edilen performans kartları ve grafikler düşük mertebeden durum gözlemleyicisi kullanılarak yapılan optimum kontrolün, tüm durum değişkenlerinin geribeslendiği optimum kontrol kadar iyi olduğunu; diğer önerilen kontrol yöntemlerinden çok daha iyi kontrol doğruluğu, göreli kararlılık ve cevap hızı sağladığını göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Elektrikli Isıl İşlem Fırınları, Sıcaklık kontrolü, Aç-kapa kontrol, PID kontrol, Optimal kontrol, Düşük mertebeli gözlemleyici.
Akustik titreşimler ile oluşturulan ikinci mertebe girdapların kapalı bir ortam içerisindeki ısı aktarımına etkilerinin sayısal olarak incelenmesi
Bu çalışmada ses alanı uygulanan dikdörtgen bir kapalı alan içerisindeki hava içinde oluşan ikinci mertebe girdapların oluşumu ve kapalı alan içerisindeki ısı aktarımına etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Akustik dalgalar, kapalı alanın sol duvarının titreşim hareketiyle oluşturulmuştur. İncelenen taşınım problemini modellemek için Navier ? Stokes denklemlerinin tamamen sıkıştırılabilir formu kullanılmıştır. Kapalı alan içerisinde dalga alanının oluşumu ve buna bağlı olarak içerideki akışın oluşumu tamamıyla hesaplanmaktadır. Dalga alanının viskoz etkilerle etkileşimi ve ikinci dereceden girdap yapılarının oluşumu verilen periyot boyunca alınan sonuçların zaman ortalamaları alınarak gösterilmektedir. Alt ve üst duvarların ısıtılması ile kapalı alan içerisindeki ısı aktarımının akustik etkiyle oluşturulan ikinci mertebe girdaplardan nasıl etkilendiği hesaplanmıştır. Sonuçta, kapalı alan içerisinde akustik etkiyle oluşturulan ikinci mertebe girdap hareketinin süreksiz rejimde ısı aktarımını önemli ölçüde etkilediği belirlenmiştir.
İşlevsel derecelendirilmiş kaplamalara bağlı ince filmlerin mekanik modellenmesi
Bu tezde, sonlu boyda ince film, hemen altında işlevsel derecelendirilmiş kaplama veen altta ise homojen yarım düzlem destek bulunan birleşik bir yapı, çeşitli yüklemeşartları altında iki boyutlu lineer elastisite teorisi uygulanarak incelenmiştir. Bu tipyapılarda yükleme; film/kaplama üretimi işleminden dolayı kalıntı yüklerinden,yapının kullanımı esnasında maruz kaldığı mekanik veya termal yüklerden kaynaklıgerilmelerden oluşabilmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, arayüzey veyakaplamada çatlak başlangıcı ve ilerlemesi sorununa neden olabilen film uçlarındaoluşan gerilme yığılmalarını veya tekillik şiddetlerini incelemektir. Arka plandakitemas mekaniği problemi, ince film membran; işlevsel derecelendirilmiş malzemeli(İDM) kaplama ve homojen destek de elastik sürekli ortam kabul edilerek formüleedilmiştir. İDM kaplama ve homojen destek için elastisite çözümü ve arayüzeylerdeyer değiştirmelerin sürekliliği kabulü sayesinde probleme hâkim tümlev (integral)denklemi bulunmuştur. Bu tümlev denklemi tekil olup, bilinmeyen film-kaplamaarayüzey gerilmesi fonksiyonu için Çebişef polinomlarının özelliklerindenyararlanılarak doğrusal cebirsel bir denklem sistemine indirgenerek, sayısal olarakçözülmüştür. Hesaplanan sonuçlar, film-kaplama arayüzeyi boyunca oluşan kaymagerilmesi dağılımı, film uçlarındaki kayma gerilmesi tekillik şiddeti ve film ekseniboyunca oluşan normal gerilme dağılımıdır. Bu çalışma, yapının geometrik vemekanik değiştirgenlerinin (parametrelerinin) ve aynı zamanda yükleme tipinin,gerilme dağılımları ve film ucu kayma gerilmesi tekillik şiddeti üzerinde ne kadaretkili olduğunu göstermiştir. Bu değiştirgenlerin değerinin ayarlanması ve kaplamaiçin doğru derecelendirme şekli seçilmesiyle kaplamanın yorulma veya kırılmasındave filmin hasar görmesinde veya bozulmasında önemli rol oynayabilen film ucukayma gerilmesi tekillik şiddeti ve filmde oluşan eksenel normal gerilmedeğerlerinin düşürülmesi mümkündür.
Demir esaslı toz metal parçaların sinterleme ile birleştirilmesi
Karmaşık şekilli toz metal parçaların imalatında çeşitli birleştirme işlemleri kullanılmaktadır. Sinterleme ile birleştirme işlemi, kaynak ve sert lehimleme gibi diğer birleştirme işlemlerine kıyasla daha düşük maliyetli bir işlemdir. Bu çalışmada sanayide kullanılan ve demir esaslı üç parçadan (pul-tıpa-gövde) oluşan bir bağlantı elemanının ham halde mekanik geçme sonrası sinterlenerek birleştirilmesi incelenmiştir. Bileşimleri Fe-0.6P (pul), Fe-0.6P-3Cu-0.4C (tıpa) ve Fe-0.6P-2Cu (gövde) olan toz metal parçalar, 600 MPa basınç altında preslendikten sonra, indirgeyici (%90N2+%10H2) gaz karışımı ve endogaz ortamında 1120C'de 45 dakika süre ile sinterlenmiş ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Ham halde ve ön-sinterlenmiş halde bulunan orjinal üçlü parçaların aynı şartlarda sinterleme ile birleştirilmesi sonrasında pul-tıpa ve gövde-tıpa arasında oluşan bağ dayanımları ölçülmüştür. Pul-tıpa ve gövde-tıpa arasında oluşan bağ dayanımlarının mekanik geçme aralığına göre değişimini belirlemek amacı ile burç-pelet geometrisi seçilerek, aynı şartlarda preslenen ve ham halde sinterleme ile birleştirilen numunelerin bağ dayanımları ölçülmüştür. Farklı mekanik geçme aralıklarında ham halde sinterleme ile birleştirilen burç-pelet numunelerin arayüzeyleri optik ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda ham halde sinterleme ile birleştirilen numunelerin +10 mikron ve -25 mikron mekanik geçme aralığında yeterli bağ dayanımı sağladığı, pul-tıpa-gövde üçlü parçasının ham halde mekanik geçme sonrası tek bir sinterleme ile birleştirilebileceği belirlenmiştir.
U-borulu gövde-boru tipi bir ısı değiştirgecinin deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada U-borulu, şaşırtma levhalı, gövde-boru tipi bir ısı değiştirgecinin deneysel olarak incelenmesi yapılmıştır. Bir ısı değiştirgeci tasarlanmış ve deney seti kurularak farklı akış debileri ve farklı sıcak ve soğuk akım giriş sıcaklıklarında deneyler yapılmıştır. Üzerinde deney yapılan U-borulu gövde-boru tipi ısı değiştirgeci iç ve dış çapları sırasıyla 9 mm ve 12 mm olan 32 borudan oluşur. Isı değiştirgecinin gövde uzunluğu 420 mm, gövde iç çapı 230 mm'dir. Bell-Delaware ve Kern Metod'ları ve deney verileri kullanılarak bu ısı değiştirgecinin ısıl performansını değerlendirmek için gerekli analizler yapılmış ve analiz sonuçları deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Deney düzeneğine yerleştirilmiş olunan U-borulu gövde-boru tipi ısı değiştirgecine ait ısıl performans değerlerinin %14-22 aralığında olduğu görülmüştür. Yapılan analizlere göre gövde ve boru tarafına ait teorik ve deneysel çıkış sıcaklıkları arasındaki farkın en fazla %2 olduğu gözlemlenmiştir.
Yaşlandırma ısıl işleminin sic ve al2o3 parçacık takviyeli alüminyum alaşımı esaslı kompozit malzemelerin mekanik özelliklerine etkisi
Birçok sanayi sektöründe geleneksel malzemelerin yerine kullanılmaya başlayan kompozit malzemelerin, farklı koşullarda sahip oldukları mekanik özelliklerin bilinmesi son derece önemlidir. Bu çalışmada seramik takviyeli yaşlandırılabilir 7xxx serisi alüminyum alaşımı esaslı kompozit malzemelerin, sıcak presleme yöntemi kullanılarak üretimleri yapılmıştır. Daha sonra farklı yaşlandırma koşullarında numunelerin mekanik özellikleri belirlenmiştir. Numunelerde ana yapı olarak Al-5Zn-3,5Cu-2,5Mg alaşımı, takviye elemanı olarak SiC ve Al2O3 seramikleri kullanılmıştır. Alaşım, SiC, Al2O3 ve karma takviyeli olmak üzere farklı bileşimlerde toplam 12 adet numune türü hazırlanmıştır. Numuneler üretildikten sonra, numunelere ilk olarak çözeltiye alma ve su verme işlemleri, daha sonra ise doğal ve yapay olmak üzere farklı koşullarda yaşlandırma işlemleri uygulanmıştır. Yaşlandırma işlemleri süresince numunelerin sertlik değişimleri belirlenmiştir. Buna ek olarak, her koşul için elde edilen en yüksek sertlik değerlerinde; üç nokta eğme deneyi ile numunelerin akma dayanımları belirlenmiştir. Ayrıca, numunelerin iç yapıları, ışık ve taramalı elektron mikroskopları yardımıyla incelenmiştir. Çalışmanın sonunda, doğal yaşlandırma işleminde yaşlandırma süresine bağlı olarak sertlik değerlerinin başlangıçta yükseldiği fakat daha sonra büyük ölçüde kararlı davranış sergilediği görülmüştür. Yapay yaşlandırma işlemlerinde ise numuneler yaşlandırma sıcaklığına göre farklı sonuçlar sergilerken, en iyi sonuçlar %20 SiC takviyeli numunelerde elde edilmiştir. Eğme deneylerinde ise, yüksek sertlik değerlerinde genellikle düşük dayanım değerleri elde edilmiştir. Bu çalışmayla yaşlandırma işlemlerinin farklı bileşimlerdeki numunelerin mekanik özellikleri üzerinde oluşturduğu etkiler belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: Kompozit malzemeler, yaşlandırma işlemleri, mekanik özellikler
Çift fazlı bir çelikte martenzit hacim oranının ve menevişleme ısıl işleminin yorulma ömrü üzerine etkisi
Bu çalışmada, ara kritik bölgeden su verilmiş düşük alaşımlı çift fazlı bir çeliğin yorulma davranışı incelenmiştir. Su verme sıcaklıkları 737 °C, 754 °C, 779 °C ve 900 °C olup, düşük, orta, yüksek ve tamamen martenzit yapılar elde edilmiştir. Su verme koşuluna ek olarak, 200 °C ve 400 °C'de menevişlenmiş ve 900 °C'de tavlanmış numuneler hazırlanarak, 13 ayrı ısıl işlem koşulunda yorulma davranışı incelenmiştir. Yorulma testleri yüksek çevrim dönel eğme yorulma makinesi ile gerçekleştirilmiş ve kontrol değişkeni olarak gerilme kullanılmıştır. Kırılan numunelerin yüzeyleri makro ve mikro düzeyde incelenmiştir. Deneyler sonucunda en iyi yorulma dayanımı 754 °C'den su verilmiş numunelerde gözlemlenirken en zayıf yorulma dayanımı 900 °C'den su verilmiş numunelerde gözlemlenmiştir. Menevişleme işlemi, düşük ve orta martenzit hacim oranı içeren numunelerin yorulma dayanımını azaltırken, yüksek martenzit hacim oranına ve tamamen martenzit yapıya sahip numunelerin yorulma dayanımını arttırmıştır. Kırık yüzeylerin makro incelemesinde, martenzit hacim oranı düşük olan numunelerde, martenzit hacim oranı yüksek olan numunelere kıyasla daha sünek kırılma gözlemlenmiştir. Mikro incelemelerde ferrit tanelerinde, taneler boyunca kırılma gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Ferrit tanelerinin kırılmasında etken olan mekanizmanın ferrit-martenzit ara yüzeylerinde ve ferrit tanelerinin tane sınırına yakın bölgelerinde oluşan kayma bantları olduğu sonucuna varılmıştır.Anahtar kelimeler: çift fazlı çelik, yorulma davranışı, kırık yüzey incelemesi
Menevişlenmiş çift fazlı bir çeliğin balistik başarımının incelenmesi
Savunma sistemlerinde düşük ağırlıklı zırhların kullanılması hem enerji tasarrufu, hem dehareket kabiliyetinin arttırılması açısından büyük önem taşıdığından mühendislikmalzemelerinin balistik başarımlarının iyi bilinmesi gerekmektedir. Bu çalışmada dört farklımartenzit hacim oranına sahip menevişlenmiş çift fazlı bir düşük alaşım çeliğinin 7,62 mmzırh delici mermiler karşısında balistik başarımı incelenmiştir. Üçü ara kritik bölgeden, biriöstenitik bölgeden su verilerek üretilen çeliklerde düşük, orta, yüksek ve tam martenzit hacimoranı elde edilmiştir. Su verme ısıl işleminin ardından çelikler 200 °C ve 400 °C'demenevişlenerek sekiz farklı ısıl işlem koşulunda numuneler hazırlanmıştır. Çalışmanın birinciaşamasında numunelerin mekanik özellikleri ve içyapıları belirlenmiştir. Her bir ısıl işlemgrubundaki numunelere sertlik ve çekme testleri yapılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasındahazırlanan atış numunelerine Kırıkkale Silahsan Silah Fabrikası A.Ş. atış poligonlarında 7,62mm zırh delici mermilerle beş farklı alan yoğunluğundaki her bir numune için üç atıştekrarlanarak 120 atış yapılmıştır. Deneylerden sonra bütün numunelerin mikro ve makroyapısı incelenerek balistik başarımları değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre enyüksek alan yoğunluğuna sahip numunelerin tamamının başarılı ve en düşük alanyoğunluğuna sahip numunelerin tamamının başarısız olduğu gözlemlenirken, başarılı olan endüşük alan yoğunluğuna sahip numunelerin 900 °C'den su verilmiş ve 200 °C'demenevişlenmiş grubun olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Çift Fazlı Çelik, Balistik Uygulamalar, Menevişleme, ZırhMalzemeleri, Adyabatik Kayma Bandı.
Pem tipi yakıt pilleri için çift kutuplu akış plakalarının modellenmesi
Yakıt pili teknolojisi, hidrojen enerjisini en ekonomik ve verimli kullanan teknolojilerden bir tanesidir. Kullandığı yakıt ve üretebildiği güç bakımından çeşitli yakıt pilleri mevcuttur. Bu yakıt pilleri içerisinde polimer elektrolit membranlı yakıt pillerinin (PEMYP) en çok gelecek vaad ettiği öngörülmektedir. Bu tez çalışmasında tek hücreli bir polimer elektrolit membranlı yakıt pili Comsol Multiphysics programı kullanılarak iki boyutlu olarak modellenmiştir. Akışa paralel model oluşturulmuştur. Akış kanalına farklı geometrilerde engeller konularak daha fazla yakıtı reaksiyona zorlamak hedeflenmiştir. Bu şekilde ideal performans değerlerine yakın akım ve güç yoğunlukları oluşturulmaya ve kayıpları en aza indirmeye çalışılmaktadır. Sınır koşulları olarak değişik hız değerleri girilmiştir. Bu şekilde debiyi sabit tutmak hedeflenmiştir. Ayrıca çıkış sınır şartları için farklı basınç değerleri verilerek performans etkisi araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucu görülmüştür ki; giriş hızının artması, çıkış basıncının artması, katot tarafındaki sınır şartlarına anoda göre daha fazla oksidant beslenmesi ve kanal boyunca bulunan engellerin derinliğinin artması sonrasında yakıt hücresi performansları artmıştır.
Bir takviyesiz uçak panelinin ve yapısal test adetlerinin olasılıksal yöntemler kullanarak eşzamanlı optimizasyonu
Uçakların yapısal emniyeti, uçak yapılarının belirsizlikler altında tasarlanması ve belirsizlikleri azaltacak yönde adımlar atılması ile sağlanır. Emniyet faktörü ve müsaade edilebilir malzeme özellikleri belirsizliklere karşı koruma amaçlı emniyet tedbirleri olup, kupon testleri, yapısal eleman testleri, bakım/onarım ve sağlık denetimi ise belirsizlikleri azaltmaya yönelik emniyet tedbirleridir. Bu çalışmada belirsizlik azaltma mekanizmalarından yalnızca yapısal testler ele alınmış, bir takviyesiz uçak paneli ele alınarak testlerin uçak panelinin yapısal güvenilirliğine olan etkisi incelenmiş ve takviyesiz uçak panelinin kalınlığı ile yapısal test adetlerinin olasılıksal eniyileştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle yapısal testlerin hasar gerilmesi dağılımına etkileri incelenmiştir. Yapısal belirsizlikler ve gelecekte yapılacak testlerden elde edilebilecek tüm olası sonuçlar modellenmiş, sertifikasyon testindeki başarısızlık ihtimali ve uçuş esnasındaki hasar ihtimali Monte Carlo simülasyonu ile hesaplanmıştır. Daha sonra olasılıksal tasarım teknikleri kullanılarak uçak panelinin ve yapısal test adetlerinin minimum ömür devri maliyeti için eşzamanlı eniyileştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, birim ağırlık maliyetinin panelin tasarımı ve yapısal test adetlerinin belirlenmesi üzerine etkisi incelenmiştir. Birim ağırlık maliyetinin değeri, farklı çalışmalar baz alınarak makul sınırlar içinde değiştirilmiştir. Elde edilen bulgular göstermektedir ki, eniyileştirme sonuçları ağırlıklı olarak birim ağırlık maliyetine bağlıdır. Optimum kupon testi adeti, birim ağırlık maliyetinden bağımsız olarak daima 80 (çalışmadaki üst limit) olarak belirlenmiştir. Bunun nedeni de kupon testi maliyetinin düşük olmasıdır. Eleman testi adeti ise birim ağırlık maliyetine bağlı olmak üzere dört veya beş olarak değişmektedir. Son olarak, olasılıksal tasarım problemi minimum ömür devri maliyet yerine minimum hasar ihtimali için çözülmüş ve benzer sonuçlar elde edilmiştir.
Şehirler arası otobüslerde önden çarpışma enerjisini yutucu pasif güvenlik sisteminin geliştirilmesi
Otobüs kazaları incelendiğinde, bu kazaların önemli bir kısmını önden çarpışmalı kazaların teşkil ettiği görülmektedir. Olası bir önden çarpışmalı otobüs kazası anında, araç ön gövdesi ciddi miktarlarda çarpışma enerjisine maruz kalmaktadır. Kaza esnasında ortaya çıkan bu çarpışma enerjisi, araç gövdesine ve daha da önemlisi otobüs şoförü ve muavine ciddi zararlar verebilmektedir. Otobüsün kontrolünün kaybedilmemesi dolayısıyla da yolcuların güvenliğinin sağlanabilmesi doğrudan otobüs şoförüne bağlı olduğu için kilit insan konumunda olan otobüs şoförünün güvenliğinin sağlanması kritik bir husustur. Bu çalışma kapsamında, ağır vasıtalarda önden çarpışmalı kaza durumu için test parametrelerini ve değerlendirme kriterlerini belirleyen uluslararası ECE R-29 yönetmeliği baz alınarak otobüs gövdesi hem sayısal hem de deneysel olarak test edilmiştir. Sayısal çalışmalar, hem otobüs gövdesinin çarpışma analizlerini hem de otobüsten bağımsız olarak farklı geometrilerdeki enerji yutucuların enerji emme karakteristiklerinin belirlenmesini kapsamaktadır. Yapılan sayısal çalışmalar ve deneyler sonucunda çalışmada kullanılan otobüs gövdesinin beklenildiği üzere ECE R-29 yönetmeliğinde belirtilen gereksinimleri karşılayamadığı görülmüştür. İlk olarak, yapıdaki zayıf olan bölgeler tespit edilerek gerekli bölgelerin iyileştirilmesi sağlanmıştır. Bu iyileştirmeler mevcut profillerin et kalınlıklarında değişiklikler yapmayı, bazı profillerin konumlarını değiştirmeyi ve bir takım yeni profiller ilave etmeyi kapsamaktadır. Yapılan bu iyileştirme çalışmalarının ardından otobüs gövdesi tasarlanan farklı enerji yutucu alternatifleri ile takviye edilmiş ve bu enerji yutucular sayesinde ECE R-29 yönetmeliğinin gereksinimi olan sürücü yaşam mahallinin korunması sağlanmıştır.
Yapay sinir ağları ile akış kontrolü için sayısal yöntemlerin geliştirilmesi
Zamana bağlı iki boyutlu dairesel silindir üzerinde laminer (Re=100) ve türbülanslı (Re=20000) rejimlerdeki akışlar ile zamana bağlı iki boyutlu sürülmüş kavite akışı uygulamalarının temel alındığı bu çalışma ile Dikgen Ayrıştırma Yöntemi (DAY) ve Yapay Sinir Ağları (YSA) yardımıyla gerçek zamanlı bir akış kontrolü stratejisi oluşturmak için zaman gerektiren ve uygulama maliyetlerinin yüksek olduğu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) simülasyonlarına gerek duyulmadan, akış alanının düşük mertebeli modellerinden yola çıkılarak, akışın durumunun yeterli düzeyde tahmin edilebileceği sayısal yöntemlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir.DAY uygulaması ile bir dizi anlık görüntü sayısından oluşan ve fiziksel akış karakteristiklerini içeren veri topluluğunun zamana ve mekana bağımlı olan yapıları ayrıştırılarak, çözüme en yüksek enerji düzeyinde (frekansta) katkısı olan ve iz bölgesinde devamlı olarak görünüp kaybolan girdaplar incelenerek, veri topluluğunun temel bileşenleri olanak adlandırılan kipler ve bu kiplerin bağıl genlikleri belirlenmiştir.Akış kontrolü için girdap oluşumu ile ilişkilendirilen yapıların zamana bağlı davranışlarının tayini önem taşımaktadır. YSA uygulamasında, silindir yüzeyine yerleştirilen ve en yüksek aktifliğe sahip olan birkaç ayrık noktadan statik basınç değerleri toplayan sensör verileri ile ağ eğitimi için belirlenen spesifik test durumlarının kip genlikleri kullanılarak diğer test durumları için yeni kip genlikleri (girdap oluşumunun temel bileşenlerinin zamana bağlı davranışları) tahmin edilmiştir.Zamana bağlı iki boyutlu sürülmüş kavite akışı uygulamasında, Reynolds sayısının 100, 500, 1000, 5000 ve 10000 olduğu farklı durumlar için iki boyutlu Navier-Stokes denklemlerinin vortisite-akım fonksiyonu yaklaşımı kullanılarak sayısal çözümlemeleri yapılmıştır. Elde edilen verilere iki boyutlu dairesel silindir uygulamasında kullanılan DAY ve YSA yöntemlerinin uygulanmasıyla kavite akış alanındaki girdap oluşumunun temel bileşenlerinin zamana bağlı davranışları tahmin edilmiştir.
Boru bükme operasyonu sonucunda meydana gelen geri yaylanma miktarının öngörülmesi
Otomobil, uçak ve gemi imalatı endüstrileri başta olmak üzere; tesisat elemanları, hidrolik sistemler ve ısı değiştiricilerinin bazı parçalarının imalatlarında boru bükme operasyonlarından yararlanılmaktadır. Boru bükme operasyonları geleneksel biçimde operatör yardımıyla gerçekleştirilebileceği gibi, CNC boru bükme tezgahları kullanılarak sayısal kontrollü bir şekilde de gerçekleştirilebilir. Bükme operasyonları sonucunda elde edilen ürünlerde; et kalınlığında incelme, ovalleşme, kırışma ve geri yaylanma gibi ürün kalitesini düşüren kusurlar meydana gelebilmektedir. Bükme operasyonu bitiminde bükülmüş borunun kalıplardan çıkarılmasının ardından; malzeme, geometrik ve süreçsel parametrelere bağlı olarak borunun sahip olmasının beklendiği açıdan bir miktar sapmasına geri yaylanma, bu sapma açısına da geri yaylanma açısı denir. Geri yaylanma açısının operasyon öncesinde öngörülmesi hem hurda miktarlarını azaltarak maliyetleri düşürecek hem de operasyon sonrasında ara ürünün kullanılacağı montaj aşamalarında meydana gelebilecek zorlukları bertaraf edecektir. Yapılan bu çalışmada boru bükme operasyonu sonlu elemanlar analizinden (SEA) faydalanılarak, açık sonlu elemanlar kodu olan LS-DYNA® vasıtasıyla modellenmiş, sonuçlar literatürdeki deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Devamında farklı geometrik ve süreçsel parametrelere bağlı olarak çeşitli modeller hazırlanmış, simülasyonlar gerçekleştirilerek elde edilen geri yaylanma açıları kaydedilmiştir. Elde edilen bu geri yaylanma açıları birer tasarım noktası kabul edilerek bunların kullanımıyla farklı vekil modeller oluşturulmuştur. Bu vekil modellerden tasarım noktalarındaki sonuçlara en yakın sonuçların elde edildiği model olan polinom yanıt yüzey (PYY) yöntemi seçilerek, geri yaylanma açısını farklı parametrelere bağlı olarak ifade eden matematiksel bağıntı elde edilmiştir.
Contalı levha tipi levhalı ısı değiştirgeçlerinin tasarımı için muhtelif çalışma şartlarına uygun bir bilgisayar programı geliştirilip deneylerle doğrulanması
Çalışmanın amacı, farklı çalışma şartlarında ve kısıtlamalarda performans gösterecek Contalı Levha Tipi Isı Değiştirgeci (CLTID) tasarımında kullanılacak bir bilgisayar programının hazırlanmasıdır. Dört farklı Chevron tipi levhalar ile levha sayıları, akışkanların kütlesel debileri, ısı değiştirgecine giriş ve çıkış sıcaklık parametreleri değişken tutularak, tasarımı ve kurulumu yapılan deney düzeneğinde akışkan olarak suyun kullanıldığı deneyler tamamlanmıştır. Yapılan deneysel çalışma sonucunda levha tasarım geometrisine (Chevron açısına, levha geometrik özelliklerine vb.) özgü olarak geliştirilmiş ısı transferi ve basınç düşümü korelasyonları geliştirilen programa eklenmiştir. Korelasyonlar, genel ısı transferi ve basınç düşümü denklemleri ve Logaritmik Ortalama Sıcaklık Farkı Metodu (LOSFM) ile birlikte kullanılarak dört farklı Chevron tipi ile hesaplamalar yapılmaktadır. Visual Basic programlama dili ile hazırlanan bilgisayar programın deneysel veriler ile doğrulanması yapılmıştır. Girilen ısıl yük, akışkana ait giriş ve çıkış sıcaklıkları ve izin verilen basınç düşümü üst limiti gibi parametreler ile ısıl ve hidrolik analiz yapılarak incelenen 4 farklı levha tipi için kullanıcıya çalışma koşullarına uygun CLTID sonuçları sunulur. Ayrıca literatürde kısıtlı sayılarda bulunan benzer içerikteki araştırmalar sonucunda elde edilmiş ısı transferi ve basınç düşümü korelasyonları, bu çalışmada geliştirilen korelasyonlar ile karşılatırılmıştır.
Contalı levha tipi plakalı ısı değiştirgeçlerinin deneysel performans analizi
Günümüzde enerji kayıplarını en aza indirmek ve mümkün olan en yüksek verimlerde çalışmak mühendislik uygulamalarının birinci önceliği haline gelmiştir. Bunun sonucu olarak ısı transferini artırmaya yönelik çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Bu çalışmalara bağlı olarak ısı transferi alanında kullanılan ısı değiştirgeçlerinin tasarımları, şekilleri ve etkinlikleri gün geçtikçe yenilenmekte ve gelişmektedir. Bu gelişmeler sonucunda ortaya çıkan plakalı ısı değiştirgeçleri gün geçtikçe yaygınlaşmakta ve diğer tipteki ısı değiştirgeçlerinin yerini almaktadır. Bu tez çalışması contalı plakalı ısı değiştirgeçlerinin ısıl ve hidrodinamik performans analizleri üzerine gerçekleştirilmiştir. Bu tezin konusu contalı plakalı ısı değiştirgeçleri için deney düzeneği tasarımının yapılıp, kurulması ve bu tip ısı değiştirgeçlerinin ısıl ve hidrodinamik performansının deneysel olarak incelenmesidir. Bu kapsamda TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Makine Mühendisliği Laboratuvarı'na deney düzeneği kurulmuş ve bu deney düzeneği kullanılarak chevron tipi endüstriyel plakalar için farklı koşullarda deneyler yapılmıştır. Geniş bir Reynolds sayısı aralığında, 450 ile 5250 arasında, deneyler yapılmıştır. Isı değiştirgeçlerinin ısıl ve hidrodinamik karakteristiklerini incelemek için, giriş ve çıkışlarında sıcaklık ölçümleri, hem sıcak hem de soğuk akışkan için hacimsel debi ölçümleri ve giriş-çıkış portları arasındaki basınç düşümü ölçümleri yapılmıştır. Performans analizleri sonucunda, test edilen plaka için, ısı transferi hesaplamalarında kullanılmak üzere Nusselt sayısının ve basınç düşümü hesaplamalarında kullanılmak üzere sürtünme katsayısının Reynolds sayısına bağlı empirik formülleri bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar birbirleriyle ve literatürdeki bazı korelasyonlarla karşılaştırılmıştır. Bulunan yeni korelasyonlar literatürdeki korelasyonlarla benzer eğilimlerde sonuçlar göstermektedir.
Yüksek binalar etrafındaki akışın sayısal ve deneysel incelemesi
Küt bir cisme etkiyen dış akış, cismin arkasında karmaşık, zamana göre değişen, girdaplı ve türbülanslı bir davranış sergiler. Cismin şekline ve akışın hızına ve yönüne göre cismin yüzeylerinde basınç farklılıkları oluşur. Bu tez çalışmasında yüksek binalar etrafındaki akış sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Yapısal olmayan çözüm ağları kullanılarak ve Reynolds-Ortalamalı Navier-Stokes denklemleri çözülerek daimi durum Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) simülasyonları yapılmıştır. Öncelikle, test ve doğrulama durumu olarak seçilen yerde duran tek bir küp etrafındaki akışın HAD simülasyonları farklı çözüm ağları, farklı türbülans modelleri ve farklı sınır şartları kullanılarak yapılmış ve literatürde yer alan diğer deneysel ve sayısal çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Daha sonra, bu simülasyonlarda iyi sonuç veren türbülans modeli ve sınır şartlarını seçilerek yüksek bir bina modeli etrafındaki akış incelenmiştir. Üç farklı atmosferik sınır tabaka hız profili kullanılarak (Boş tünel ve B ve C kategorilerinde atmosferik sınır tabakalar sağlamak için kullanılan pürüzlülük elemanları olan tünel) ve iki farklı rüzgar açılarında (0° ve 30°), 20 cm x 15 c m x 50 cm ölçülerine sahip yüksek bir bina modeli etrafındaki akışın HAD simülasyonları yapılmıştır. Ayrıca, aynı koşullar için, Ankara Rüzgâr Tüneli'nde, bu tez kapsamında imal edilen yüksek bina modeli ile deneyler yapılmıştır. Bina modelinin ön, üst, arka ve yan yüzeylerine yerleştirilen basınç probları ile ortalama yüzey basınçların ölçümleri ve bina arkasında iz bölgesi içerisinde sıcak tel kullanarak hız profili ölçümleri yapılmıştır. Yapılan HAD simülasyon sonuçları deneylerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlarda farklılıklar olmasına rağmen deneylerle benzer eğilimler göstermiştir. Son olarak, karmaşık şekilli ve gerçek binaların ve bina gruplarının etrafındaki akışa örnek olarak TOBB ETÜ Kampüs Binaları ve TOBB ETÜ Konuk Öğrenci Evi Binaları için benzer şekilde HAD simülasyonları yapılmış ve tartışılmıştır.
Çift fazlı çeliklerde şekil verme operasyonları sonucunda oluşan geri yaylanmanın gürbüz optimizasyonu
Günümüzde otomobil şirketleri, araçlardaki yapısal elemanların mukavemetlerini ve çarpmaya dayanıklılıklarını riske atmadan daha düşük ağırlığa sahip ve daha az yakıt tüketimi olan araç üretimi üzerine odaklanmışlardır. Bu amaçla otomotiv üreticileri, alüminyum ve magnezyum alaşımlı malzemelerin yerine alternatif olarak daha az maliyetli ve daha iyi dayanımlı yüksek mukavemetli çift fazlı çeliklerin kullanımını arttırmışlardır. Bununla birlikte, yüksek akma mukavemetinden dolayı çift fazlı çelikler diğer yapısal çeliklere oranla şekil verme işlemlerinden sonra daha fazla geri yaylanma eğilimi göstermektedir. Ayrıca, malzeme özelliklerinin ve imalat sürecindeki değişkenlerin sahip olduğu varyasyonlar üretilen parçaların geri yaylanma değerlerinde değişimlere sebep olmaktadır. Bu nedenle, hem gürbüz hem de uygun maliyetli parçaların üretilebilmesi için geri yaylanmanın azaltılması kadar sahip olduğu varyasyon değerinin de düşürülmesi önemli bir çalışma konusudur. Bu çalışmada, DP600 çeliklerinde iki farklı problem için, U-büküm ve 7-flanşlı, şekil verme işlemlerinden sonra oluşan geri yaylanma miktarının ve varyasyonunun bir gürbüz optimizasyon çerçevesinde en aza indirilmesi incelenmektedir. Gürbüz optimizasyonun hesaplama maliyetini azaltabilmek ve Monte Carlo benzetimi ile hesaplanan geri yaylanma miktarını ve varyasyonunu tahmin edebilmek için vekil modeller oluşturulmuştur. Geri yaylanmayı etkileyen en etkili rastsal değişkenleri belirleyebilmek için hassasiyet analizi gerçekleştirilmiş ve akma gerilmesi (?y) en önemli parametre olarak belirlenmiştir. Parçadan-parçaya ve partiden-partiye olan geri yaylanma varyasyonlarını hesaplayabilmek amacıyla çift döngülü bir Monte Carlo benzetimi yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntemden elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, akma gerilmesinin partiden-partiye olan varyasyonu arttıkça, partiden-partiye olan geri yaylanma varyasyonu artmakta fakat parçadan-parçaya olan geri yaylanma varyasyonu değişmemektedir. 7-flanşlı tasarım problemi için gerçekleştirilen gürbüz optimizasyon süreci sonucunda geri yaylanma açılarının ortalama değerlerinde nominal ortalama geri yaylanma sonuçlarına kıyasla %7 ila %85 arasında değişen miktarlarda azalma meydana geldiği görülmüştür. Ayrıca, kalıp ve zımba yarıçapları için tasarımcı tarafından belirlenen alt ve üst sınır değerlerinin geri yaylanmanın optimum ortalama ve standart sapma değerini doğrudan etkilediği gözlemlenmiştir.
Geliştirilmiş yüksek mukavemetli çeliklerde şekil verme operasyonları sonucu oluşan geri yaylanmanın doğru tahmini ve telafisi
Bu çalışmada, geliştirilmiş yüksek mukavemetli çeliklerde şekil verme operasyonları sonucunda oluşan geri yaylanmanın sonlu elemanlar yöntemi ile tahmin edilmesi ve telafisi amaçlanmaktadır. Geri yaylanma davranışını analiz edebilmek için, üç farklı büküm işlemi incelenmiştir; U-kanal büküm,7-flanş büküm ve S-ray profil büküm. U-kanal büküm problemine, izotropik, Hill48 ve Barlat89 akma modelleri uygulanarak sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiştir. Akma yüzeyi Barlat89 akma kriterine göre modellendiğinde, deneysel sonuçlara en yakın değerler elde edilmiştir. Farklı geometrik özelliklere sahip 7-flanşlı kalıp geometrisi tasarlanıp, deney kalıbı oluşturulmuştur. Bu problemde sonlu elemanlar analiz sonuçlarının iyileştirilmesi için, katman sayısı gibi matematiksel parametrelerin analiz sonuçları üzerindeki etkileri incelenmiştir. S-ray profil büküm problemi için, geri yaylanma sonuçlarının yanı sıra, büküm işleminin kalitesi, zımba tepki kuvveti ve sac kalınlığındaki azalma gibi benzetim sonuçları, literatürdeki deney sonuçları ile kıyaslanmıştır. Daha sonra DP, TRIP ve TWIP çekiklerinin geri yaylanma davranışları incelenmiş, pekleşme katsayısı ve pekleşme üstelinin geri yaylanma üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Geri yaylanmanın telafisine yönelik, öncelikle, kalıp parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Ardından, iki farklı baskı plakası kuvveti (BPK) uygulaması, 7-flanş büküm problemine uygulanarak telafi çalışmaları gerçekleştirilmiş. Her iki BPK uygulamasının geri yaylanma telafisi üzerindeki etkinlikleri, bu çalışma kapsamında önerilen yeni BPK uygulaması kapsamında incelenmiştir. Geri yaylanma telafisinde endüstride sıkça yardımına başvurulan süzdürme çubuğu uygulaması, U-kanal büküm problemine uyarlanmıştır. Basamaklı süzdürme çubuğunun geometrik parametreleri için 38 tasarım noktası oluşturulup parametrik analizler gerçekleştirilmiştir. Yüzey oturtma yöntemi ile süzdürme çubuğu tasarımında yol gösterici sonuçlar elde edilmiştir.
Süpersonik kavitelerdeki akışın sayısal analizi
Bu çalışmada uçakların mühimmat depolayan bölümlerini temsil eden süpersonik açık kavitelerdeki türbülanslı ve zamana bağlı değişen akışın davranışını, karmaşık yapısını açıklamak ve ortaya koymak amaçlanmıştır. Kavite çevresindeki yüksek hızlar akış alanında birçok karmaşık yapı oluşturmakta ve bu da havacılık uygulamalarında önemli bir sorunu doğurmaktadır. Bu doğrultuda literatürde kavite akış fiziğinin anlaşılması amacı ile gerçekleştirilen birçok deneysel ve sayısal çalışma bulunmaktadır.Tez kapsamında iki boyutlu ve üç boyutlu akış simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Zamana-bağlı sıkıştırılabilir Reynolds-Ortalamalı Navier-Stokes (URANS) denklemleri süpersonik kavite akışı için çözülmüştür. Sayısal parametrelerin ve kavite uzunluk/derinlik oranının akış üzerine etkileri incelenmiştir. HAD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) analizlerinin sonuçları literatürde aynı parametrelerde gerçekleştirilmiş olan deneysel çalışma ile ses basınç seviyeleri (SPL) ve basınç kat sayısı dağılımı cinsinden kıyaslanmıştır.Süpersonik kavite akışının doğası ve fiziği araştırılmıştır. İki boyutlu ve üç boyutlu analiz sonuçları karşılaştırılmış ve üç boyut etkilerinin ihmal edilmemesi gerektiği saptanmıştır. Kavite üzerinde yüksek hızlı akışlar, karmaşık, zamana bağlı değişen zor bir akış alanı yaratmaktadır. Bu karmaşık akış içince basınç dalgalanmaları ve rezonans oluşumu vardır. Kavite uzunluğu kavite akışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olup, akışın yapısında değişikliklere neden olabilmektedir.
Ön-film oluşumlu, hava parçalamalı atomizere sahip bir yanma odasının sprey ve yanma karakteristiklerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile incelenmesi
Bu tez çalışmasında, insansız hava araçlarında kullanılacak olan küçük boyutlardaki bir turbojet motorun ön-film oluşumlu hava parçalamalı atomizere sahip yanma odası içerisindeki çift fazlı ve reaksiyonlu akış, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi ile analiz edilmiştir. Analiz edilen yanma odasının geometrisi, literatürde yer alan tasarım kriterleri çerçevesinde, bir boyutlu metodolojiler ve izotermal HAD simülasyonları ile oluşturulmuştur. Hava parçalamalı atomizerde oluşan spreyin karakteristikleri, atomizer içerisindeki çift fazlı akışın reaksiyonsuz HAD simülasyonları gerçekleştirilerek incelenmiştir. Sprey simülasyonlarında elde edilen damlacık çap ve hız değerleri, reaksiyonlu HAD simülasyonlarına sınır şart olarak girilmiştir. Reaksiyonlu simülasyonlarda, akışın türbülans ve yanma karakteristikleri, Realizable k-? ve Hibrit Eddy Break Up modelleriyle ele alınmış; bu modellerin ve HAD analizleri için kullanılan Star-CCM+ yazılımının güvenilirliği, bir türbülanslı yanma problemi olan Sandia Flame D deneyinin simülasyonları gerçekleştirilerek, kanıtlanmıştır. Hava parçalamalı atomizerde oluşan sıvı damlacıkların akışı ise Lagrange yaklaşımıyla hesaplanmıştır. Sprey simülasyonlarında, basınç atomizeri çıkışındaki birincil parçalanma, damlacıkların atomizer duvarına çarpması sonucu sıvı film oluşumu, duvar üzerinde oluşan sıvı filmin gaz fazı ile etkileşimi sonucu parçalanması ve gaz fazının yarattığı aerodinamik etkiler sebebiyle gerçekleşen ikincil damlacık parçalanması gibi olgular modellenmiş; sonuç olarak hava parçalamalı atomizerin ortalama 20 ?m çapında ve 15 m/s eksenel hıza sahip damlacıklar oluşturduğu görülmüştür. Reaksiyonlu simülasyonlar ile birlikte, yanma odası içerisindeki sıcaklık ve yakıt denge katsayısı dağılımı hesaplanmış; sonuç olarak, yanma verimi %97.4, RTDF değeri %16, OTDF değeri %28 ve toplam basınç kaybı %4.9 olarak bulunmuştur.
Üç boyutlu türbülanslı bir DMD içten yanmalı motorun yanma karakteristiklerinin incelenmesi
İçten Yanmalı Motor çalışmalarında, yanma konseptlerinin iyileştirilmesi ve buna paralel olarak kimyasal emisyonların düşürülmesi en önemli araştırma konularını oluşturmaktadır. Bu araştırmaların en önemli bölümünü sıfır emisyonlara sahip motorların geliştirilmesi olarak nitelendirilebilir. Dünya çapında otoritelerin koydukları emisyon standartları, otomobil firmalarını emisyon seviyelerini düşürmeleri konusunda zorlamaktadır. Bu standartlar ise otomobil firmalarına ek maliyetler olarak yansımaktadır. Yanma sonrası egzoz emisyonlarını azaltmanın getirdiği ek maliyetleri azaltmak için daha iyi yanma konseptlerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Piston geometrisinin değiştirilmesi ile yakıt püskürtme de bu konseptler içinde değerlendirilebilir. Mevcut tez çalışması kapsamında, Doğu Motor Arge tarafından tasarlanan konsept motor incelenmiş, turbo beslemeli direkt yakıt püskürtmeli bir dizel motorda piston geometrisi değiştirilerek HAD, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, ile türbülanslı yanma analizleri yapılmıştır. Bilindiği üzere dizel motorlarda yakıt püskürtme basıncı günümüz direkt püskürtmeli motorlarda 2000 bar civarındadır. Yapılan çalışma kapsamında ilk önemli amaç püskürtme basıncının 800 bara düşürülerek yanma verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesidir. İkinci olarak yanma veriminin iyileştirilmesi için piston kasesinin geometrisi değiştirilmiştir. Ayrıca tez kapsamında çeşitli püskürtme koni açıları ve püskürtme başlangıç zamanları değiştirilerek parametrik çalışmalar yapılmıştır.
Ağır vasıta bir diesel motorun tasarımı, üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği ve emisyon analizi
Bu çalışmada öncelikle Bir Boyutlu (1B) 12 silindirli ağır vasıta bir Diesel motorun tam yükleme durumu düşünülerek tasarımı, performans ve emisyon analizleri yapılmış, motorun performans eğrisi elde edilmiştir. Bir Boyutlu analizden elde edilen ilk koşullar kullanılarak emme valfinin kapandığı andaki basınç ve sıcaklık değerleri Üç Boyutlu (3B) CFD analizinde kullanılmış ve tek bir silindir için akış analizi yapılmıştır. Hem 1B hem de 3B CFD analizinden elde edilen silindir içindeki ortalama sıcaklık ve basınç değerlerinin karşılaştırılması yapılmış, sonuçların birbirine yakın olduğu gözlenmiştir. Üç Boyutlu akış analizinde öncelikle farklı hücre sayıları için ağ yapısı analizi yapılmıştır. Daha sonra sırasıyla farklı türbülans ve yanma modellerinin sonuçlar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Üç Boyutlu CFD akış analiz programı olarak AVL Fire EseDiesel modülü kullanılmıştır. Özellikle ECFM-3Z (Extended Coherent Flame Model-Three Zone) yanma modeli ile k-?-f türbülans modellerinin verdiği sonuçlar incelenmiş ve gerçeğe uygunluğu yorumlanmıştır. Son olarak kısmi yükleme ve tam yükleme durumları ile enjeksiyon zamanının yanmaya olan etkileri araştırılmıştır.
Bir endüstriyel robotun insan kolu hareketlerinin ataletsel ölçümü ile uzaktan kontrolü
Bu çalışmada; insan kolu hareketlerini Stäubli Rx160 model bir endüstriyel robot kola eşzamanlı olarak taklit ettirmek amacıyla, kompakt, taşınabilir ve düşük maliyetli bir ölçüm sistemi geliştirilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır. İnsan kolu hareketleri, omuza yerleştirildiği varsayılan referans çerçeveye göre algılanmış, omuz ekleminin birbirine dik üç eksen etrafındaki dönüşleri dirsek arkasına, dirsek ekleminin dönüşleri de bilek üzerine sabitlenen ataletsel ölçüm birimleri ile ölçülmüştür. Ataletsel ölçüm birimi tasarımı ayrıca ele alınmış, dijital ivmeölçer ve jiroskoplar içeren mikrodenetleyici tabanlı birimler geliştirilmiştir. İnsan bileğinin konumu ve yöneliminin ataletsel ölçüm birimi verilerinden hesaplanması için iki ayrı yöntem incelenmiş, kuaterniyon cebiri tabanlı yöntemin Euler açıları ve Kalman filtresi kullanılan yönteme göre daha sade ve hızlı olduğu sonucuna varılmıştır. İnsan kolu ve robot kol çalışma uzayları robot çalışma uzayından azami faydalanacak şekilde eşlenmiş, insan bileğinin durumuna göre robot kol uç işlevcisinin bulunması gereken konum ve yönelim hesaplanmıştır. Endüstriyel robot kolun düz ve ters kinematik denklemleri analitik olarak çözülerek uç işlevcinin istenilen durumu için gerekli eklem açıları bulunmuş ve robot konumlanmıştır. Örnekleme periyodu 0,04 sn, hassasiyeti ±1° ve zaman gecikmesi 0,5 sn olan uzaktan kontrol sisteminin performansı bilgisayar benzetimleri ve testler ile incelenmiş, çalışmanın devamına ilişkin öneriler sunulmuştur.Anahtar Kelimeler: Uzaktan Kontrol, Stäubli Rx160, Ataletsel Ölçüm Birimleri, Kuaterniyon, Düz Kinematik, Ters Kinematik