LEE- Konstrüksiyon Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19357

Gözat

Yazar "İmrak, Cevat Erdem" ile LEE- Konstrüksiyon Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Hidrolik tahrikli preste kapalı kalıpta sıcak dövme prosesinin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi testi ve analizi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-25) Biçer, Utku ; İmrak, Cevat Erdem ; 503191223 ; Konstrüksiyon
    Günümüzde bazı makina parça geometrilerinin karmaşık olması imal edilmelerini kısıtlamakta, imalat süresini ise uzatmaktadır. Sıcak dövme yöntemi ile proses öncesi ısıtılarak şekil verilebilirliği artırılan parçalarda, diğer yöntemlere göre daha düşük kuvvet ve enerjiye ihtiyaç duyularak tek seferde büyük şekil değişimi sağlanabilmektedir. Sıcaklık, basınç, kalıp geometrisi ve yağlama gibi temel parametrelerin parça geometrisine etkisi büyük olduğu için, soğuk şekillendirme kadar hassas parça geometrisi elde edilememektedir. Ancak, parça geometrisine etki eden optimum parametreler belirlenerek dövme prosesi sonrası, final parça geometrisine oldukça yakın parça geometrisi elde etmek mümkündür. Bu yüksek lisans tez çalışmasında, istenen final parça geometrisine ulaşabilmek için hidrolik pres tahrikli kapalı kalıpta sıcak dövme prosesi modellenmiş ve parametre optimizasyonu yapılmıştır. Sonlu elemanlar metodu ile gerçekleştirilen sayısal modelleme için öncelikle final parçayı elde edebilmek için uygun iş parçası belirlenmiştir. Belirlenen iş parçasından, istenen final geometriyi elde etmek için proses zinciri oluşturulmuştur. Oluşturulan bu proses zincirinde sırasıyla, iş parçasını ısıtma, soğuma, dış tufal giderme, haddeleme, kapalı kalıpta dövme ve soğuma adımları bulunmaktadır. İstenen final parça geometrisini elde edileceği kapalı kalıpta dövme adımında kullanılacak proses parametreleri belirlenmiştir. Bu parametreler sırasıyla; dişi ve erkek kalıp sıcaklığı, presleme hızı, kalıplar ile iş parçası arasında oluşan sürtünme katsayısı, iş parçasının ısıtıldığı ilk sıcaklık ve kalıplar ile iş parçası arasında gerçekleşen ısı iletim katsayısıdır. Gerçekleştirilen literatür çalışmaları doğrultusunda belirlenen her bir parametre için referans sayısal değerler oluşturulmuştur. Bu sayısal değerlere göre, pozisyon kontrollü gerçekleştirilecek simülasyon için proses tasarımı yapılmıştır. Yapılan proses tasarımı ile erkek kalıbın –Z yönünde hareket etmesi gereken mesafe değeri bulunmuş ve böylece referans simülasyon modeli oluşturulmuştur. Referans simülasyon sonucunda istenen final parça geometrisi elde edilememiş, iş parçası dişi kalıp tabanını tamamen dolduramamıştır. Yeniden proses tasarımı yapılarak erkek kalıbın presleme mesafesi artırılarak Ref-144 simülasyonu oluşturulmuş ve analiz tekrarlanmıştır. İstenen doluluk oranına ulaşılarak final parça geometrisine oldukça yakın geometri elde edilmiştir. Ancak erkek kalıbın presleme mesafesi artırıldığı için parçanın boyu istenen final parçanın boyundan kısa kalmıştır. Aynı zamanda iş parçası erkek kalıp ile dişi kalıp arasından akarak sakal oluşturmuştur, bu sebeple final parçayı elde etmek için talaş kaldırmak gerekmektedir. İstenen final parça geometrisini talaş kaldırmadan elde edebilmek adına referans parametre değerlerinde değişiklikler yapılmıştır. Optimum parametre değerlerini elde etmek için, referans değerler belirli oranlarda artırılıp azaltılarak on farklı analiz daha gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen analizlerin 2D geometrileri karşılaştırılarak optimum parametre değerleri belirlenmiştir. Bu parametre değerleri ile Optimum simülasyon oluşturulmuştur. Yapılan analiz sonucunda çok az bir sakal oluşumu ile istenen final parça geometrisine ulaşılmıştır. Gerçekleştirilen analizler doğrultusunda 2 farklı deneysel çalışma 1250 tonluk hidrolik presle gerçekleştirilmiştir. Birinci proses çalışmasında, talaş kaldırmadan final parça geometrisinin elde edilmesi hedeflenmiştir. Ancak Optimum simülasyon parametreleri ile proses gerçekleştirilemediği için, Referans simülasyon parametreleri kullanılmıştır. İkinci proses çalışmasında ise parçanın dişi kalıp tabanı doluluk oranını kontrol etmek için Ref-144 simülasyon parametreleri kullanılmıştır. Deneysel çalışma ve analizlerin sonucunda oluşan parça geometrilerinin birbirine oldukça yakın olduğu görülmüştür.
  • Öge
    Kesme pimi tasarımında çentik geometrisi parametrelerinin pim dayanımına etkisinin incelenmesi
    (İTÜ Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-06-20) Yitim, Mehmet Ozan ; İmrak, Cevat Erdem ; 503151208 ; Konstrüksiyon
    Yapısal bileşenler, mühendislik sistemlerinin temelini oluşturur ve makinelerin ve sistemlerin güvenli ve verimli çalışması için hayati öneme sahiptir. Tasarımları; statik ve dinamik yükler, çevresel faktörler (korozyon, sıcaklık değişimleri), malzeme seçimi, üretim yöntemleri, maliyet ve estetik gibi çeşitli kriterleri dikkate alarak mühendislik prensiplerinin titizlikle uygulanmasını gerektirir. En uygun çözümü bulmak için bu kriterleri dengelemek çok önemlidir. Temel tasarım unsurları arasında yük taşıyıcı bileşenler (kirişler, kolonlar, plakalar) ve bağlama elemanları (cıvatalar, pimler, kaynaklar, perçinler) bulunur. Bağlama elemanları, yapısal bütünlük için kritik öneme sahiptir; yanlış seçim veya hatalı tasarım, sistem güvenilirliğini ciddi şekilde tehlikeye atabilir. Bağlama elemanlarının tasarımı, kuvvetlerin analizini, uygun malzeme ve boyut seçimini, gerilme konsantrasyonlarının minimize edilmesini ve kolay montajı gerektirir. Kesme pimleri, mekanik sistemleri aşırı yüklenmeye karşı korumak için güvenlik mekanizmaları olarak tasarlanmış özel bağlama elemanlarıdır. Belirli bir yükte kasıtlı olarak kesilerek (makaslama yaparak) daha kritik ve pahalı bileşenlerin zarar görmesini engellerler. Kesme pimleri için en önemli tasarım faktörü, malzemelerinin ve kesit alanlarının, sistemin izin verilen maksimum yükü için uygun olmasını sağlamaktır. Pimin kesme mukavemeti, normal çalışma yükünün üzerinde ancak koruduğu bileşenlerin hasar eşiğinin altında olmalıdır. Kesme piminin geometrisi de tekdüze gerilme dağılımı ve kontrollü kesme için hayati öneme sahiptir. Bu çalışma, kesme pimi tasarımlarını etkileyen mukavemet ve geometrik parametreleri araştırmayı, özellikle farklı çentik geometrilerinin pimin kesme mukavemetini, öngörülebilirliğini ve mekanik olaylarla ilişkisini nasıl etkilediğine odaklanmayı amaçlamaktadır. Metodoloji, mekanik ve malzeme kimyasal testlerinin analitik hesaplamalar ve sonlu elemanlar analizi (SEA) ile korelasyonunu içeriyordu. Bu, farklı geometrilere sahip pim modellerinin karşılaştırılmasına olanak sağladı. Başlangıçta, kimyasal bileşimini belirlemek için V şeklinde çift kesme düzlemi çentiği olan bir kesme pimi numunesi üzerinde spektral analiz yapıldı. Malzeme, akma dayanımı 440 MPa olan 1.0727 kodlu 46S20 otomat çeliği (DIN 100087 sınıfı) olarak tanımlandı. ISO 8749-1986'ya göre, kesme düzlemini çentik bölgesine konumlandıran bir kesme test aparatı tasarlandı ve üretildi. Mekanik kesme testleri, hidrolik bir sıkıştırma test makinesi kullanılarak, pimin merkezi bölümüne yer değiştirme kontrollü bir yük uygulanarak yapıldı. Pim eş zamanlı olarak iki düzlemde kesildi ve elde edilen kuvvet-yer değiştirme verileri analiz edildi. Yer değiştirme, ISO 8749-1986'nın 13mm/dakika sınırı içinde, 5mm/dakika hızında uygulandı. Bu sonuçlar, sonraki korelasyon çalışmaları için kullanıldı. Pimin elastik sınırı test sonuçlarından belirlendi ve akma dayanımı sayısal değerlendirme için kabul edildi. Sayısal yöntem (analitik hesaplama ve SEA) arasındaki korelasyon kabul edilebilir sapma ile elde edildi. SEA için ANSYS Mechanical yazılımı kullanıldı ve kafes modeli için 3B katı hekzahedral elemanlar (SOLID186) kullanıldı. Pimin baş ve uç bölgelerini altı serbestlik derecesinde sabitleyen sınır koşullarıyla ve orta bölümün yüzeyine radyal yük uygulayan statik bir yapısal analiz kurulumu oluşturuldu. Çalışma, üç farklı çentik geometrisi (V şekilli, U şekilli ve dairesel) ve üç farklı kesme çentik genişliği kullanarak bir test matrisi oluşturdu. Pimin minimum çentik çapı 9 mm, nominal çapı ise 14 mm idi. Pim numunesi testlerinde kullanılan malzeme özellikleri, akma gerilme sınırı 440 MPa olan 1.0727 otomat çeliği idi. Sonuçlar, analizden elde edilen üç ana parametreye göre karşılaştırılmıştır; bunlar pim radyal kesme rijitliği, çentik bölgesindeki maksimum Von Mises gerilmesi ve çentik bölgesindeki ortalama Von Mises gerilmesidir. Çentik geometrisindeki değişiklikler bu değerleri doğrudan etkilemiştir. Çentik genişliğinin belirli bir noktanın ötesine artırılması, gerilme tensörünün kesme ağırlıklıdan eğilme ağırlıklıya kaymasına neden oldu ve bu da çentik bölgesindeki yükün pimin orta ve uç kısımları tarafından taşınmasına yol açtı. Belirli bir eşik çentik genişliği olmalı; bunu aşmak çentik bölgesinin kesme ağırlıklıdan eğilme ağırlıklıya geçişine neden olacaktır. Aynı nominal ve kesme çaplarına sahip pimler için, V profilli çentik en iyi sonuçları verdi. Bu durum, V çentiğin çentik yük taşıma bölgesinde en fazla malzeme stoğuna izin vermesinden kaynaklanmaktadır. Çalışmanın gelecek aşamaları, kesme gerilmesi altındaki malzemenin akma sınırının detaylı araştırma, test ve analitik yöntemlerle belirlenmesini iyileştirmeye odaklanacaktır. Kesme pimlerine özgü metodolojik yaklaşımlar derinleştirilecektir. Ek olarak, test kampanyası farklı çentik parametreleri, kesme ve nominal çapları içerecek şekilde genişletilecek, böylece parametrik test verileri artırılacak ve bulgular doğrulanacaktır. Bu, çentik genişliği için eşik değerini belirlemeye ve farklı parametrelerin pimin yapısal özellikleri üzerindeki etkisini ortaya çıkarmaya yardımcı olacaktır.
  • Öge
    Otomatik depolama ve boşaltma sisteminin modellenmesi ve optimizasyonu
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-13) Algür, Ahmet ; İmrak, Cevat Erdem ; 503181201 ; Konstrüksiyon
    İnternetin ve internet alışverişinin tüm dünyada yaygınlaşmasıyla beraber insanlar ihtiyaç duydukları ürünlere daha hızlı ulaşabilir hale gelmiştir. Teknolojinin gelişimiyle artan bu ihtiyaç karşısında şirketlerin ürünleri zamanında teslim edebilmeleri gerekmektedir. Bu durum özellikle e-sipariş için geçerlidir. Zira internet tüketicileri genellikle siparişler için bir günlük döngü süresine ulaşan küçük miktarlarda bir ila iki mal sipariş ederler. Pazarın bu ihtiyacını karşılayabilmek için firmaların bir mal siparişinde yer alan tüm aşamaları kısaltması, artan rekabet ortamında hayatta kalabilmesi için gereklidir. Bu tez kapsamında bir mal siparişindeki önemli bir yeri tutan depolama sistemlerinden Otomatik Depolama ve Boşaltma Sistemleri (ODBS)'nin performansının arttırılması için çalışma yapılmıştır. Literatür araştırması yapılarak ODBS'lerin performanslarının arttırılmasına yönelik çalışmalar incelenmiştir. İncelemeler sonucunda üç ana yöntem gözlemlenmiştir. Bu yöntemler sırasıyla mal alma/bırakma politikalarının iyileştirilmesi, kolon tasarımının iyileştirilmesi ve ODBS pozisyon kontrolünün iyileştirilmesi şeklinde sıralanabilir. ODBS performansının arttırılması için yapılan önceki çalışmalar genellikle alma/bırakma politikasının optimizasyonu üzerine yoğunlaşmıştır. Bu nedenle bu tez kapsamında daha hızlı bir ODBS tasarımı için kolon tasarımı alternatifleri sunulmuş ve alternatifler arasından seçilen kolon tasarımının pozisyon kontrolü yapılarak ODBS performansının artışı simüle edilmiştir. Tez kapsamında öncelikle yüksek hız ve ivme değerleri belirlenmiş ve bu değerlere uygun bir kolon tasarımı belirlemek için çalışma yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda 6 adet kolon tasarımı üzerinde durulmuş ve bu kolon tasarımlarının birbirleriyle ağırlık ve mukavemet göz önüne alınarak karşılaştırılması yapılarak optimum kolon tasarımı belirlenmiştir. Seçilen kolon tasarımının pozisyon kontrolü kutup yerleşimi yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Pozisyon kontrolü sonucunda elde edilen grafiklerde seçilen kolon tasarımının üzerinde ataletten kaynaklı olarak oluşan titreşimlerin çok düşük olduğu ve tasarımın seçilen hız ve ivmelerde hareket etmeye uygun olduğu değerlendirilmiş ve ODBS'nin performansını arttırdığı simulasyon sonuçları ile doğrulanmıştır.
  • Öge
    Seri hibrit araçların modellenmesi, karşılaştırması ve simülasyonu
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-10-16) Kılıç, Nur Dilara ; İmrak, Cevat Erdem ; 503181228 ; Konstrüksiyon Mühendisliği
    Geçmişten günümüze bakıldığında tekerleğin icadından ve buhar makinalarının aktif olarak kullanılmaya başlandığından bu yana önemli gelişmeler kaydedilmiş, ulaşım problemine alternatif birçok farklı çözümler geliştirilmiştir. Gelişen bu teknoloji ile sistem kendi avantajlarının yanı sıra dezavantajlarını da beraberinde getirmiştir. Otomotiv sektöründe büyük bir hacmi kaplayan içten yanmalı motorlu taşıtlar hala kullanılabilirliğini gösterse de değişen şartlar farklı alternatiflere insanları yönlendirmiştir. İçten yanmalı motorların kullanmış olduğu yakıt petrol bazlı olduğu için tükenen kaynaklar arasındadır ve gelecekte ciddi problemlere sebep olacaktır. Diğer problem ise petrol bazlı yakıtların egzoz gazı emisyonlarının çevreye verdiği zarardır. Bu nedenle günümüzde otomotiv teknolojileri elektrikli araçlara doğru yönlenmiştir. Elektrikli araçlar da kendi içerisinde hibrit elektrikli araçlar ve tam elektrikli araçlar olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu tez kapsamında seri hibrit elektrikli araç modeli incelenecektir. Seçilen aracın farklı konfigürasyonları AVL Cruise paket programı yardımıyla incelenmiş. Programda kullanılan araç parametrelerin verimliliğe etkileri gözlenmiştir. Bu hesaplar yapılırken farklı optimizasyon metotları incelenmiş ve çalışmaya adapte edilmeye çalışılmıştır. Birinci bölümünde genel anlamda Türkiye ve dünyadaki otomotiv sektörüne değinilmiştir. İkinci bölümde; hibrit elektrikli araçlara genel olarak değinilmiştir. Bu kapsamda taşıtların tarihinden başlayıp, taşıt çeşitleri kullanılan enerji kaynağına göre sınıflandırılarak incelenmiştir. Sonrasında hibrit elektrikli araçlara genel giriş yapılıp, hibrit elektrikli araçların hibritlik oranı, taşıt güç mimarisi ve kullanılan komponentler açılardan sınıflandırması incelenmiştir. Üçüncü bölümde hibrit elektrikli araçların AVL Cruise paket programı ile taşıt simülasyonları yapılmıştır. Bu simülasyonda farklı tipteki araçlar da test edilmiştir. Taşıt simülasyonu için kullanılan programlar tanıtılmış ve tez kapsamında kullanılacak program hakkında bilgi verilerek devam edilmiştir. Sonrasında seçilen araç tanımı yapılmış ve similasyon sonuçları listelenmiştir. Değişen parametre değerleri ile sonuçlar elde edilmiş ve bu sonuçların yorumları ve etkileri verilmiştir. Dördüncü bölümde ise tüm değerlendirmeler yapılmış, AVL Cruise paket programı üzerinde yapılan çalışmalar ve çıkan sonuçlar verilmiştir. Beşinci bölümde çıkan sonuçların değerlendirilmesi kapsamında tartışma konuları belirlenmiştir. Gelecekte yapılacak çalışmalar konusunda bilgi verilmiş ve örnekler sunulmuştur.