FBE- Konstrüksiyon Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 198
-
ÖgePlastik ürün tasarım ilkeleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997)Bu tez plastik parçaların tasarımında kullanılabilecek ilkeleri ortaya koymaktadır. İkinci bölümde plastiklerin mekanik davranışlarını etkileyen fiziksel ve kimyasal özellikler (zincir şekilleri, stereodüzen, amorf ve kristalin yapı vb.) anlatılmıştır. Üçüncü bölümde çok kısa olarak, plastiklerin mekanik özellikleri bakımından metallerden farkları belirtilmiş ve sonra tasarımda büyük önemi olan viskoelastik davranış incelenmiştir. Dördüncü bölümde plastiklerin pratik hesap yöntemi ve örnekler verilmiştir. Beşinci bölümde elastiklik modülleri düşük olan plastiklerin çeşitli geometrik düzenlemelerle rijtillerinin nasıl artırılabileceği örneklerle gösterilmiştir. Altıncı bölümde plastiklerin değişken yüklere karşı tepkileri ve değişken yüklere maruz parçalarda ne gibi hususlara dikkat edilmesi gerektiği anlatılmıştır. Sonraki bölümde plastik ürün tasarımında izlenebilecek adımlar verilmiştir. Son bölümde ise kalıplanarak üretilecek parçalarda tasarım sırasında dikkat edilmesi gereken geometrik özellikler (çeper kalınlıkları, kaburgalar, yuvarlatmalar vb.) verilmiştir.
-
ÖgeAşırı yükleme şartlarında emniyetle çalışabilecek kapı kilitleme mekanizması tasarımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016)Tarihi çok eskilere dayanan kilitleme sistemleri insanların özel mülklerini koruma istekleri sonucunda icat edilmişlerdir. İlk kilitleme sistemleri, basit ahşaptan mekanik aletlerdir ve saray gibi önemli yapıların kapılarının kilitli kalmasını sağlamak amacıyla kullanılmıştır. Zaman içerisinde teknolojinin ilerlemesiyle birlikte kilitleme sistemleri gelişmiş ve ahşap yerine farklı malzemeler kullanılarak daha mukavemetli kilitler kullanılmaya başlamıştır. Gelişen teknoloji ile otomobil, beyaz eşya gibi yeni mühendislik ürünleri de ortaya çıkmıştır. Bu ürünlerin de kapı, kapak gibi çeşitli parçalarının kilitlenme gereksinimi doğmuş ve yeni kilit tipleri geliştirilmiştir. Özellikle bazı ürünler için kapıların kilitlenmesi ve kilitli halini koruması çok büyük önem taşımaktadır. Aksi takdirde başta canlı varlıklar olmak üzere birçok nesne zarar görebilir. Örneğin, otomobil kapıları kilitli iken kolay açılmayacak şekilde tasarlanmışlardır. Doğaldır ki, kolaylıkla açılabilecek bir otomobil kapısı içeride bulunan insanları tehlikeye sürükleyecektir. Çalışma kapsamında da Arçelik A.Ş. bünyesinde genel kullanıma uygun, belirli bir yüke maruz kaldığında kapının kilitli halini koruyabilecek bir kapı kilitleme mekanizması tasarımı gerçekleştirilmiştir. Kapı kilitleme sistemlerinin çok farklı tipleri mevcuttur. Bunlardan biri de kapıların üst ve alt bölgelerinden kilitlenmesidir. Aynı prensiple, çalışmada kapıyı üstten ve alttan kilitleyen bir mekanizma tasarımları yapılmıştır. Ayrıca, bazı sistemlerde birden fazla noktadan kilitleme mevcuttur. Temel amaç, herhangi bir kilitte hasar oluşması halinde kapının kilitli halinin yeterince emniyetli bir şekilde korunmasıdır. Böyle bir düşünce ile iki adet kilitleme mekanizması geliştirilmiştir ve bu iki mekanizma birbirinden bağımsız olarak tetiklenebilen bir yapıda tasarlanmıştır. Tasarıma başlamadan önce, literatür araştırması yapılarak mevcut kilitleme sistemlerinin incelenmesi gerekmektedir. Literatür araştırması olarak kapıları üstten ve alttan kilitleme yarayan kilitleme mekanizmaları araştırılmıştır. Sonuçta yaklaşık 500 adet patent incelenmiş ve bu patentler içerisinden konuyla ilgisi daha fazla olanlar belirlenerek çalışma sistemlerine bakılmıştır. Patent araştırmasından sonra piyasada bulunan iki adet kilitleme sistemi detaylı şekilde incelenmiştir. Literatür araştırması sonucunda tasarım için elde edilen bu önbilgi ile kapı kilitleme mekanizmasının patent konusunda bir engel teşkil etmemesi ve mevcut ürünlerden farklı olması amaçlanmıştır. Kapı kilitleme mekanizması için ilk olarak tasarımın temelini oluşturacak tasarım kritlerleri belirlenmiştir. Kapının kilitli kalması gereken en büyük kuvvet aşırı yükleme halinde 2943 N, kuvvetin kapıya etki etkidiği yüzey alanı ise 94000 mm2 olarak hesaplanmıştır. Daha sonra probleme farklı çözümler bulabilmek amacıyla konstrüksiyon sistematiği adımları uygulanmıştır. Konstüksiyon sistematiğinin en önemli adımlarından biri istekler listesinin oluşturulmasıdır. İstekler problemin çözümü oluşturacak olan teknik yapıtın niteliksel ve niceliksel özelliklerinin belirtildiği büyüklüklerdir. Bu amaç doğrultusunda, istekler listesi oluşturulmuş ve bu istekler yardımıyla temel fonksiyon elde edilmiştir. Kapı kilitleme mekanizmasının giriş ve çıkış büyüklükleri belirlenmiş. Ayrıca, giriş ve çıkış büyüklükleri arasında meydana gelen fonksiyonlar ve birbirleriyle olan ilişkileri oluşturulmuştur. Fonksiyon yapılarının gösterildiği bu düzene fonksiyon strüktürü denmektedir. Böylece, konseptlerin geliştirilmesi için gerekli bilgiler hazırlanmıştır. Konseptlerin geliştirilmesi sürecinde her konseptte ortak olarak kullanılması düşünülen, kapının kilitli kalmasını sağlayan kilit detay seçimi yapılmıştır. Çubuklar yardımıyla kapı, bir kapı çerçevesine kilitlenecektir. Bu kilitlemede yaylı bir yapı kullanılmıştır. Yaylı yapının seçimi "Mekanik Hareketlerin Durdurulmasına Yarayan Kilitler" kataloğundan seçilmiştir. Bu seçim ile kapı, tetikleme elemanları tetiklenmeden açılmayacaktır. Kapı açık iken tetikleme elemanlarına müdahale edilmeden yay kuvvetleri, kapının itilmesi ile yenilerek kapı kilitli konuma geçecektir. Daha sonra iki adet konsept için tetikleme elemanlarının seçimi yapılmıştır. Sonuçta, birinci kosept için birincil tetikleme elemanı döner bir kulp ve ikincil tetikleme elemanı kayar bir parça, ikinci konsept için birincil tetikleme elemanı kullanıcının kendine doğru çekebildiği pedal tipi tutamak ve ikincil tetikleme elemanı bir buton olacak şekilde belirlenmiştir. Birinci ve ikinci konsept için ayrı ayrı basit halde kilitleme çubuklarının kapıyı kilitlemesini sağlayan ve kapı kilitli iken tetikleme elemanları ile kapının açılmasını sağlayan mekanizmalar belirlenmiş ve Unigraphics NX CAD paket programında katı olarak modellenmiştir. Kilitleme mekanizmasının çözümü için konseptlerden birinin seçilmesi ve seçilen konseptin detaylandırılması gerekmektedir. Bu nedenle, iki konsept arasından bir seçim yapılmıştır. Yöntem olarak "fayda-değer" analizi uygulanmıştır. Analizde, esas olarak çözüm için hedefler belirlenmekte ve bu hedefler için konseptler puanlanmaktadır. Sonuç olarak, her bir konsept için birer sonuç puan elde edilmiştir. Puanlama sonucunda ikinci konsept için elde edilen puan birinci konsepte göre yüksek çıkmıştır ve detaylandırılmak üzere seçilmiştir. Detaylandırılmak üzere belirlenmiş olan ikinci konsept bir mekanizma tasarımıdır. Dolayısıyla, mekanizmalarda kinematik ve kuvvet analizlerinin yapılması gerekmektedir. Kinematik analiz için ilk olarak çubukların 8 mm bir stroğa sahip olacağı kabul edilmiştir. Bu kabul ile birlikte tetikleme elemanlarının ne kadarlık bir harekete ihtiyaç duyacağı hesaplanmıştır. Birincil tetikleme elemanı pedal tipi tutamak için dönme eksenine göre 22º dönme, ikinci tetikleme elemanı buton için 8,8 mm basma hareketi gerekmektedir. Kuvvet analizinde pedal tipi tutamağa kullanıcının uygulaması gereken kuvvet 25 N olarak alınmıştır. Bu durumda kapının açık ve kapalı konumu için çubuklara düşey doğrultuda aktarılan kuvvetler elde edilmiştir. Buton için ise kullanıcının uygulaması gereken basma kuvveti 15 N olarak alınmıştır. Tutamakta olduğu bu durumda da kapının açık ve kapalı konumu için çubuklara düşey doğrultuda aktarılan kuvvetler elde edilmiştir. Her iki kilitleme için ortak yay seçilmiştir. Yay seçiminde kuvvet analizi sonucunda elde edilen en düşük kuvvet baz alınmıştır. Kinematik analiz ve kuvvet analizleri ile kilitleme mekanizması uygun boyutlar ile modellenmiş ve son şeklini almıştır. Malzeme seçimi yapısal olarak tasarlanan teknik yapıtlar için en önemli konulardan biridir. Malzemeler, parçaların imalat yöntemini ve mukavemetini belirlemektedir. Örneğin, plastik esaslı malzemelerin yapısının metal esaslı malzemelere göre farklı olması tasarımı etkileyen faktörlerdendir. Çalışmada, özellikle bir insanın kullanmasına uygun olması istenen bir kapı kilitleme sistemi için ergonomik açıdan hafiflik önemlidir. Bu nedenle, kapının gövdesi plastik esaslı malzemeden seçilmiştir. Ek olarak, tetikleme elemanları olan pedal tipi tutamak ve buton da aynı şekilde plastik olacaktır. Aşırı yükleme altında kapının açılması ve doğal olarak deforme olması istenmediği için seçilecek plastiğin mukavemet özelliklerinin iyi olması gerekmektedir. Bu amaçla, PA 6 (Polyamid) plastik malzeme olarak seçilmiştir. Mukavemet özelliklerinin arttırılması amacıyla Polyamid malzeme %30 oranda cam katkılı olarak kullanılacaktır. Yataklama malzemesi olarak burçlarda sıklıka kullanılan sürtünme ve aşınma davranışının iyi olan bronz seçilmiştir. Çubuklar, mekanizma elemanları gibi geriye kalan parçalar metal esaslı seçilmiştir. Bu malzemeler de hafifliğin kritik olması sebebiyle alüminyum esaslı alaşım olarak belirlenmiştir. Alüminyum alaşımı 7075 serisi seçilmiş olup akma ve kopma mukavemeti gibi özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla T6 ısıl işlemi uygulanan tipinin kullanılmasına karar verilmiştir. Kapının arkadan kapatılması için kullanılacak olan kapı sacı, deformasyonların düşük olması gerektiğinden çelik seçilmiştir. Çelik olarak ise tedariği kolay ve yaygın olarak kullanılan AISI 304 paslanmaz çelik kullanılacaktır. Belirlenen aşırı yükleme koşulu altında tasarımın doğrulanması amacıyla kilitleme mekanizması ve kapı için nümerik analiz Arçelik A.Ş. Yapısal Tasarım Yöneticiliği departmanında Hyperworks sonlu elemanlar paket programında yapılmıştır. Analizde kapı gövdesi, kilitleme çubukları, kapı braketi ve kapı sacı modellenmiş, geri kalan parçalar analize dahil edilmemiştir. İlk olarak, bu parçalar için ağ modelleri oluşturulmuş ve daha sonra ise kapı sacına gelen kuvvet etki ettirilmiştir. Sonrasında, ağ modelleri oluşturulan parçaların birbirleriyle olan temas durumları ve sınır şartları belirlenerek analiz modeline eklenmiştir. Analiz sonuçları ile kapı gövdesi, çubuklar ve kapı sacı için gerilme ve deformasyon verileri incelenmiştir. Kapı gövdesi için en büyük gerilme değeri basma yönündedir, en büyük deformasyon ise emniyetli sınırlardadır. Çubuklar için en büyük gerilme değeri çekme yönündedir, en büyük deformasyon emniyetli sınırlar içerisindedir. Kapı sacı için ise gerilme ve deformasyon değerleri uygundur. Kısaca, malzeme özellikleri incelendiğinde aşırı yükleme şartı için parçalar emniyetli sınırlar içerisinde yer almaktadır. Bir diğer yandan, geliştirmeye de açık olduğu görülmüştür. Tasarımın fonksiyonunu ne şekilde yerine getireceğinin görülmesi amacıyla prototipleme çalışması yapılmıştır. Prototipleme işlemleri Arçelik A.Ş. Hızlı Prototipleme Atölyesinde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, bazı parçalar 3 boyutlu üretim tekniklerinden biri olan SLS yöntemi ile üretilmiştir. Geriye kalan metal esaslı parçalar ise çeşitli takım tezgahlarında işlenmiştir. Prototip gruplanıp denendiğinde tasarımdan beklenen özellikleri yerine getirdiği görülmüştür.
-
ÖgeLed tv için ortadan ayak tasarımı ve analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016)Televizyonlar 21. Yüzyıl'ın başlarından itibaren, sadece kanalların izlenebildiği elektronik eşya kavramından ayrışmaya başladı. Android tabanlı işletim sistemleri ve 8K ekran çözünürlüğünün yanında, ekran teknolojisindeki gelişmeler daha büyük ve daha ince televizyonların üretimini mümkün kılarak mekanik anlamda estetik tasarımları ön plana çıkardı. Bu çalışmada 32", 40" ve 55" LED TV için ortak kullanılacak ortadan ayak tasarımı yapılmış; daha sonra bu tasarım statik kuvvet analizi, akış simülasyonu ve testlerle doğrulanmıştır. Giriş bölümünde, günümüzde teknolojinin geldiği yerden ve televizyonun müşteriye görsel anlamda ne sunduğundan bahsedilmiştir. Tezin amacı ortaya konulmuş, literatürdeki örnekler aktarılmış ve hipotez belirlenmiştir. İkinci bölümde, ayak çeşitleri incelenmiş; hareket çeşitlerine ve yapılarına göre bir sınıflandırmaya gidilmiştir. Yapılarına göre ayaklar; sac metal taşıyıcı ayaklar, alüminyum taşıyıcı ayaklar, plastik taşıyıcı ayaklar ve tek parça plastik ayaklar olarak ayrılırken, hareket şekline göre sabit ve hareketli olarak ayrılır. Hareketli ayaklar da kendi içinde tilt ve swivel olarak ikiye ayrılır. Üçüncü bölümde, ayağın tasarımı yapılırken; ön tasarım ile ayağın genişliği ve uzunluğu belirlenmiş, detay tasarımda ise ayak grubunu oluşturan alüminyum taşıyıcı, plastik kapak, boyun parçası ve kozmetik plastik parçalarının tasarım prensipleri ve üretim teknolojileri ile ilgili bilgiler verilmiştir. Dördüncü bölümde, detay tasarımı tamamlanmış ayak grubu içindeki en kompleks ve kritik parça olan alüminyum taşıyıcı 100 N kuvvet testini simule etmek için statik analize ve enjeksiyon prosesindeki malzeme davranışını görmek için akış analizine tabi tutulmuştur. MSC Nastran yazılımı ile yapılan statik analizde; deplasman, düşey deplasman, yatay deplasman, temas durumu, esneme miktarı, eşdeğer Von-Mises gerilmesi ve noktasal düşey deplasman incelenmiştir. Akış analizinde MAGMASOFT yazılımı kullanılmış olup; dolum sıcaklıkları, dolum hızları, dolum hava hapsolmaları, dolum hava kalan bölgeler, dolum türbülansları, katılaşma sıcaklıkları ve katılaşma sonra çarpılmalar incelenmiştir. Yapılan analizlerden sonra 100 N kuvvet testi ve 10°lik eğik düzlem testi uygulanmış ve deneysel analiz başlığı altında sonuçları paylaşılmıştır. Sonuç bölümünde ise ayak grubunun tasarım ve analiz süreçlerinin üstünden geçilirken, sorunsuz alınan deneme baskılarından örnekler paylaşılmış ve ürünün seriye giriş tarihi okuyuculara aktarılmıştır.
-
ÖgeThe analytical and experimental investigation of force generation on V profile clamp(Institute of Science and Technology, 2015)Günümüzde boru bağlantı elemanı olarak sıklıkla karşılaştığımız V kelepçeler II. Dünya Savaşı sırasında Marmon şirketi tarafından icat edilmiştir. İlk olarak NASA tarafından boşalan yakıt deposu bölümlerinin uzay mekiğinden ayrıştırıcı sistem olarak kullanılmıştır. Aynı sistem, Japonya'ya atılan atom bombalarının taşıyıcılardan serbest bırakılması için de kullanılmıştır. 1970'li yıllarda Marmon şirketi, V kelepçelerin tasarımını sivil endüstriyel uygulamalar için basitleştirmiş ve bantlı V kelepçe ismiyle piyasaya sunmuştur. Günümüzde V kelepçeler, hızlı montaj ve kompakt tasarım avantajları nedeniyle pompa, filtrasyon, çeşitli boru iletim hatları, egzoz ve hava emiş sistemleri gibi birçok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle otomotiv sektöründe sıkılaşan emisyon standartları, çeşitli egzoz gazı kontrol ve hava emiş sistemlerini ortaya çıkarmıştır ve bu sistemler motor kompartımanını oldukça kalabalıklaştırmaktadır. Ayrıca artan üretim adetleri ve montaj maliyetleri de montaj süresinin kısaltılmasını gerektirmektedir. Bu nedenlerle uzun yıllardır turbo, egzoz ve hava emiş sistemi bağlantılarında kullanılmakta olan 2 ya da 3 civatalı flanş bağlantıları yerini tek bir civatanın kullanıldığı ve çok daha az yer kaplayan V kelepçe bağlantılarına bırakmaya başlamıştır. Tez kapsamında otomotiv sektöründe kullanılan V kelepçeler işlenecektir. Birinci bölümde literatür araştırması yapılacak ve yapılan çalışmalar özetlenecektir. İkinci bölümde V kelepçeler, tasarım çeşitleri ile detayları ve uygulama alanları ile çalışma koşulları açıklanacaktır. Üçüncü bölümde bantlı V kelepçeler için civata kuvveti hesabı, radyal kuvvet oluşumu ve radyal kuvvetin eksenel yüke dönüşümü işlenecektir. Ayrıca bantlı V kelepçeler için geliştirilen hesap teorileri V profil kelepçelere uygulanacaktır. Dördüncü bölümde ise mevcut hesap modellerine, malzeme kalınlığı V kesitteki elastik deformasyon etkisi olarak dahil edilecektir. Beşinci bölümde doğrulama testleri ve sonuçları anlatılacak. Test sonuçları, oluşturulan kuvvet oluşum teorileriyle karşılaştırılacaktır. Tez çalışmasına bir bütün olarak bakıldığında bu zamana kadar sadece bantlı V kelepçeler için yapılmış akademik çalışmaların V profil kelepçelere uygulanması ve literatüre kazandırılması amaçlanmaktadır. Ayrıca yüksek sıcaklıkta kullanılan V profil kelepçe tasarımlarındaki kafa teması ile V kesitteki elastik şekil değişiminin kuvvet oluşumu üzerindeki etkileri incelenerek mevcut hesap modellerinin geliştirilmesi hedeflenmektedir.
-
ÖgeNükleer tesislerde kullanıma uygun çift ana kirişli gezer köprülü bir krenin tasarımı ve yapısal analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015)Günümüzde krenler, sadece sanayi alanlarında kullanılmadığı gibi nükleer santrallerde de kullanılmaktadır. İnsan gücünün kaldırabileceğinin çok üzerinde olan yüklerin taşınmasında yüksek tonajlı krenler kullanılmaktadır. Nükleer santraller, kapalı alanlar olduğundan santral içinde köprülü krenlerin kullanımı yaygındır. Krenlerin yükleri kaldırırken hasar görmeleri belki büyük bir çevresel felakete yol açabileceğinden mukavemet hesapları dikkatli yapılmalı ve elde edilen sonuçlar dikkatli oluşturulmuş bir sonlu elemanlar analizi programı ile valide edilmelidir. Bu çalışmada kren ana kirişi ayrıntılı olarak anlatılmış ve köprülü krenin teknik özellikleri belirtilmiştir. Nükleer santrallerden nasıl enerji elde edildiği ve nükleer santrallerde çalışan krenler için önem arzeden depremlerin tanımı ve hesap yöntemlerine değinilmiştir. FEM ve DIN normlarına uygun kren parçalarının mukavemet hesapları ele alınmıştır. Daha sonra INVENTOR/CAD programı kullanılarak analiz için krenin modeli oluşturulmuştur. ABAQUS/CAE programı kullanılarak, kren parçalarının sonlu elemanlar yöntemine göre analizi yapılmıştır. Ayrıca krenin sismik etkileri SAP2000 yazılımı ile analiz edilmiştir. Son olarak sonlu elemanlar metodu ile analitik yöntemlerle elde edilen gerilme ve sehim değerleri karşılaştırılmıştır.