Konstrüksiyon Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 143
  • Öge
    Numerical and experimental investigation of bioinspired soft robotic actuator that creates vacuum
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Çivici, Umut Serdar ; Parlar, Zeynep ; 637404 ; Makine Mühendisliği
    Robotlar sanayi devriminden sonra insanların en büyük yardımcıları olmuşlardır. Gelişen malzeme bilgisi, seri üretime artan talep ve otomasyona geçiş zorunluluğu robotların imalat süreçlerine dâhil olmasını mecbur kılmıştır. Robotlar güçlü, dayanıklı mekanizmaları ve verilen görevi hatasız olarak istenilen zamanda yapmalarından dolayı otomotiv sektöründen havacılık sektörüne kadar çeşitli yerlerde kullanılmışlardır. Robotların kullanım alanlarında çalışan insanlar için yarattığı tehlikeler ve güvenlik sorunları, günümüzde daha güvenli ve insanlar ile etkileşim içinde çalışabilecek olan yumuşak robotların ortaya çıkmasını sağlamıştır. Yumuşak robotların kullanım alanları: tıpta kullanılan yapay kaslar, otomasyon ve imalat süreçlerinde kullanılan tutucular, giyilebilir insan-robot etkileşimli uygulamalar olarak sınıflandırılabilir. Daha da önemlisi bu yenilikçi robot alanı NASA'nın Langley's Makerspace Laboratuvarlarında uzay araştırmaları ve uzayda üretimi konusunda çalışılmaktadır. Bu tez kapsamında, tasarımında doğadan esinlenilmiş yumuşak robotun vakum kabiliyeti nümerik ve deneysel olarak araştırılmıştır. Doğadan esinlenme ve doğayı kopyalama terminolojileri yumuşak robotik sistemlerin temel yapı taşı olarak düşünülebilir. Doğayı yansıtma ve insanlığın sahip olduğu sorunları çözme kabiliyetleri bakımından bu terminolojilerin kullanıldığı uygulamalar günümüzde gittikçe daha da yaygınlaşmaktadır. Doğadan esinlenilmiş yumuşak robot tasarımları ilham kaynağı olarak doğayı almalarının yanı sıra biyolojik mekanizmaların fonksiyonlarını kopyalayarak insan hayatına girmektedir. Bu tasarımlara, ahtapotların vakum kabiliyetlerinden faydalanılarak tasarlanmış vantuzlar, geckonun adeziv fibrillerinden esinlenilerek üretilmiş yapılar ve denizanasının hareket mekanizmasını yansıtan mekanizmalar örnek olarak verilebilir. Yumuşak robotların bu kabiliyetlerinin yanı sıra, malzemelerinin yumuşak, elastik, deforme olmaya elverişli olmaları ve serbestlik derecelerinin fazla olması onları konvansiyonel robotik sistemlerden ayırır. Bu çalışmanın ana amacı, hava ile tahrik edilebilen ve vakum kuvveti yaratabilecek yumuşak bir robotu tasarlamaktır. Bu tezde yöntem olarak vakum kuvvetini konvansiyonel vakum pompaları ile yapmak yerine, yumuşak robotun kubbe halini almasını sağlayarak vakum kuvveti oluşturmaktır. Yumuşak robotların hem lineer olmayan yapılarından dolayı (gerek malzeme gerekse hareketleri sonucu büyük deformasyona uğramaları), hareketlerinin tahmini ve kontrolünü sağlamak için sonlu elemanlar yöntemi kullanılmaktadır. Bu tezde yumuşak robotların tahrik yöntemlerinden biri olan hava akışının modellenmesi ve akış-katı analizinin sonuçları, sadece katı analizi yapılarak (gaz basıncının duvarlara uygulanması) elde edilen sonuçlar ile örtüştüğü için zaman ve hesaplama olarak daha pahalı bir analiz olan akış-katı analizi tercih edilmemiştir. Yumuşak robotun hava ile doldurulması sırasında şekil değişimini ve robotun hareketini üretmeden önce tahmin edebilmek üzere ABAQUS yazılımı kullanılarak lineer olmayan sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Tasarım sürecince ilk adım robotun tahrik edileceği hava kanal yapılarını belirlemektir. Tasarlanan yumuşak robotun iki adet hava boşluğu bulunmaktadır, bunlardan birincisi hava ile tahrik edilecek ve yumuşak robotun genişleyip kubbe şeklini almasını sağlayacak olan hava kanalıdır. İkinci hava kanalı ise kubbe şeklini alan yumuşak robotun vakum kuvvetini oluşturacağı ve yapının altında bulunan hava kanalıdır. Bu çalışmada beş adet hava kanalı geometrisi seçilmiştir bunlar: spiral, semicircular, center spiral channel, circular channel ve vertical channel. Araştırmalar ve analizler sonucu hava kanalı geometrisindeki dairesel tasarım ne kadar fazla olursa o kadar fazla vakum kuvveti elde edildiği gözlemlenmiştir. İkinci adım yumuşak robotun dış geometrisinin seçiminin yapılmasıdır. Dış geometrinin seçiminde doğada var olan yapılar göz önünde bulunarak araştırma yapılmıştır. Yapılan araştırmalar sonucunda geckonun adeziv fibrilleri ve ahtapotun kol modüllerinin yapısının tutundukları yüzeyde maksimum vakum kuvvetini oluşturduğu gözlemlenmiştir. Bunların yanı sıra ahtapotun kol modüllerinin yapısı yumuşak robotik sistem tasarımı için daha uygun olduğuna karar verilmiş ve yumuşak robotun dış geometrisi ahtapot kolunun basitleştirilmiş geometrisi olarak tasarlanmıştır. Yumuşak robotun hiper-elastik malzeme yapısı üzerinde daha çok kontrol sağlamak ve kubbe yapısını arttırmak için yumuşak robotun malzemesinden daha rijit bir malzeme olan kağıt tabakası, yumuşak robotun tahrik edilen hava kanallarının altına yerleştirilmiştir. Bu yöntem yumuşak robotun elastik malzeme yapısı sayesinde şişmesini, fakat daha rijit bir malzeme olan kağıdın eklendiği kısmın daha az deforme olmasını sağlayacaktır, böylelikle istenilen kubbe yapısı arttırılarak vakum kuvveti artacaktır. Üçüncü adım yumuşak robotun malzeme seçimini yapmaktır. Yapılan araştırmalar sonucunda yumuşak robot imalat alanında kullanılan "Smooth-on" firmasının "Ecoflex 0030" modelinin yaygın olarak kullanıldığı görülmüştür. Malzemenin hiper-elastik yapıda olması ve hava ile şişirilip dayanıklı yapısı sayesinde yüksek deformasyonları kaldırabilmesi sayesinde yumuşak robot malzemesi olarak seçilmiştir. Dördüncü adım yumuşak robotun yukarıda verilen tasarım ve sınır koşulları çerçevesinde üretimini yapmadan önce hareketinin tahminini ve oluşturacağı vakum kuvvetinin büyüklüğünü anlamak için sonlu elemanlar analizinin yapılmasıdır. Malzemenin yapısı ve geometrinin yüksek deformasyonlara maruz kalması analiz tipinin lineer olmayan analiz olmasına sebep olmuştur. Analizin en önemli sınır koşullarından biri, hava kanallarının yüzeyine basınç uygulanması sonucunda yumuşak robotun hava ile şişmesi modellenmiştir. Yapılan araştırmalar ve bu alandaki önceki çalışmalara bakıldığında akışkanlar dinamiği ile çözüm yönteminin sonuçlara etkisinin çok fazla olmayacağına karar verilmiş ve denge durumunda oluşacak vakum kuvvetinin önemi bu çalışmada daha önemli görüldüğü için hesaplamalı akışkanlar dinamiği çözüm yöntemi olarak seçilmemiştir. Beş adet seçilen hava kanalı tasarımlarında her bir model için dokuz adet analiz ile toplamda kırk beş analiz yapılmıştır. Vakum kuvvetini oluşturan iki temel parametre olarak kağıt kalınlığı ve kontak alanı seçilmiştir. Kağıt kalınlığının vakum kuvveti üzerindeki etkisini incelemek için üç farklı kalınlık belirlenmiş ve her bir model için uygulanmıştır. Diğer bir taraftan kontak alanının vakum kuvvetine etkisinin incelenmesi için üç farklı değer seçilmiş ve aynı şekilde her tasarım için uygulanmıştır. Beşinci ve son adım olarak yumuşak robotun üretimi ve deneyi anlatılmıştır. Üretim yöntemi, sıvı silikonun üç boyutlu yazıcıdan basılmış plastik kalıplara dökülüp beklenmesi ile yumuşak robot üretilmiştir. Referans geometri olarak spiral hava kanalına sahip tasarım seçilmiş ve üretilmiştir ve deneysel olarak sonlu elemanlar modelinin doğrulanması bu model ile yapılmıştır. Deneysel olarak ise sonlu elemanlar analizinde uygulanan iç hava basıncı plastik hortum yardımı ile hava kanalı içine aktarılmış ve oluşan vakum kuvveti basınç sensörleri ile takip edilmiştir. Yapılan analizler ve deneyler sonucunda, center spiral hava kanallarına sahip olan aktüatör diğer önerilen hava kanallarına göre daha fazla vakum kuvveti oluştuğu gözlemlenmiştir. Kağıt kalınlığı ve kontak alanı etkisi incelendiğinde ise kağıt kalınlığının inceliği vakum kuvvetini olumlu yönde etkilerken kontak alanının azalması vakum kuvvetini azalttığı gözlemlenmiştir. Center spiral aktüatörün vakum uygulamalarında, insan robot etkileşiminin güvenli olması istenen uygulamalarda, sağlık alanında ve seri üretim hatlarında vakum ihtiyacını karşılamak amacıyla kullanılmasının faydalı olacağı sonucuna varılmıştır.
  • Öge
    Aşırı yükleme şartlarında emniyetle çalışabılecek kapı kilitleme mekanizması tasarımı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-06-07) Kuyumcu, Arda ; Parlar, Zeynep ; 503141205 ; Konstrüksiyon ; Construction
    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.
  • Öge
    Structural repair design methodology for aircraft fuselage
    (Institute of Science And Technology, 2014-09-03) Hasılcı, Zehra ; Temiz, Vedat ; 50311233 ; Construction ; Konstrüksiyon
    The aircraft structure is continually faced with requirements for openings at webs and panels to provide access or to let other members such as control rods or cables, hydraulic lines, electric wire bundles, etc., pass through. Other cutouts such as windows, doors, service panels, and hatches. Moreover, an aircraft fuselage can be damaged due to numerous ways such as a bird crash, lightning, hail squall, and a baggage car crash. These structural damages have to be repaired by cutout fuselage. The cut-out repairs with a doubler on the aircraft fuselage are investigated in this thesis. Engineers view any cutouts in airframe structures with disfavor because the necessary reinforcement of the cutout increase costs and adds weight to the overall design. In addition, the design and sizing of cutouts is a difficult process and a problem area for both static and fatigue strength and there is insufficient design data. The main goal of the project is to develop a fast & temporary repair design. When an aircraft is damaged out of the Turkish Technic Inc., the damaged aircraft must be returned as soon as possible. Otherwise, the company must send qualified workers and spend a lot of money like passengers and technicians of hotel & other costs. Thus, the repair's cost will be very high. Furthermore, the repair which is done in the out of the company sometimes gives trouble. This study is aimed to use as a general benchmark for future work in Turkish Technic Inc. This thesis is intended to repair airframe structures that must be calculated in terms of static and fatigue. The thesis shows how to obtain the number of fasteners for fast & temporary repair and fatigue life. Step–by–step calculations are explained for repair design. From a structural standpoint, the thesis is intended to be used as a tool to help achieve structural integrity according to international regulations, specifications, criteria, etc., for designing commercial aircraft. It can also be considered as a troubleshooting guide for airline structural maintenance and repair engineers.
  • Öge
    Konsol kirişlerde büyük yer değişimleri için sonlu elemanlar modeli geliştirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-05-29) Yılmazer, Deniz ; Baykara, Cemal ; 503091226 ; Konstrüksiyon ; Construction
    İnce konsol kirişlerin farklı yükler altında incelenmesi ve mümkün olan davranışlarına nümerik yaklaşımlar oluşturulması uzun süredir incelenmekte olan bir konudur. İnce konsol kirişlerin minimal kesit alanları yük altında yüksek yer değişimleri yaratırken, çok küçük şekil değiştirmelerde dahi yüksek geometrik lineer olmama durumu oluşturmaktadır. Bu çalışma, lineer olmayan malzemeler ile oluşturulan konol kirişlerde meydana gelen yüksek yer değişimleri, Ludwick tipi gerilme – şekil değiştirme bağıntısının nümerik sonuçlarını kullanarak, Ansys 13'te oluşturulan model ile karşılaştırmaktadır. Sunulan analizde, serbest ucundan noktasal yüke maruz bırakılmış bir konsol kiriş göz önünde bulundurulmuştur. Alüminyum alaşımı ve tavlanmış bakır için oluşturulan nümerik sonuçlar, Gilbert Lewis ve Frank Monasa'nın gerçekleştirdikleri çalışmadan elde edilmiş ve sonlu elemanlar yöntemiyle geliştirilmiş model sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Öte yandan tavlanmış bakır malzemeli konsl kirişte de farklı geometrik modellerin etkileri incelenmiştir. Çalışmada, modelleme ve meshleme kodlarının oluşturulması ve çalışmaya bu kodların aktarılarak bilgi devamlılığının sağlanabilmesi için Ansys Workbench yerine Ansys APDL modülü kullanılmıştır. Her iki malzemede, Ludwick tipi malzeme bağıntılarının Ansys'e tanıtılması için herhangi bir modül ya da kod olmadığı için, malzeme özellikleri sisteme gerilme – şekil değiştirme grafiklerinin tanıtılması ile gerçekleştirilmiştir. Gerilme – şekil değiştirme grafikleri, Microsoft Excel kullanılarak ve uygun şekil değiştirme verileri girilerek elde edilmiştir. Öte yandan, Lewis ve Monasa'nın çalışmalarında elde ettiği bağıntılardan yola çıkarak çalışmada kullanılacak kuvvet değerleri Matcad programı ile elde edilmiştir. Hem alüminyum alaşım ve hem de tavlanmış bakır için, Ludwick bağıntısı ile nümerik olarak incelenen sonuçlara yakın sonuçlar elde edilmiştir. Alüminyum alaşımı ve tavlanmış bakırı karşılaştırdığımızda, sadece ilk hareket esnasında tavlanmış bakır sonuçlarının Ludwick bağıntısından elde edilen sonuçlara daha yakın olduğu görülmektedir. Bunun nedeni olarak da, Ludwick bağıntısında, elastisite modülünden bağımsız olarak elde edilen alüminyum alaşımının başlangıç değeri, Ansys simülasyonunda elastisite modülü girilerek olduşturulan başlangıç değerinden farklı olmasıdır. Fakat 3. kuvvet değeri uygulandığında farkların %10 mertebesine kadar gerilemekte ve geri kalan kuvvet analizlerinde farklar %1 civarında oluşmaktadır. Tavlanmış bakır içinse simülasyon ardından elde edilen sonuçlar bütün analiz boyunca Lewis ve Monasa sonuçlarına çok yakındır. Lineer değişken kesitli konsol kiriş ile dikdörtgen kesitli konsol kirişin karşılaştırılmasında, lineer değişken kesitteki v ve h yönlerindeki yer değiştirmelerin dikdörtgen kesitten daha yüksek olduğu görülebilir. Fakat bu her iki grafiğin birbirinden tamamen farklı olduğu anlamına gelmemektedir. Iki kesit tipinde de 1. tip hareketten 2. tip harekete geçiş noktalarının ve grafiklerin genel davranışlarının benzer olduğu söylenebilir. Parabolik değişken kesit ise lineer değişken kesit ile benzer davranışları gösterirken, yer değiştirme miktarları az da olsa birbirinden farklıdır. Parabolik kesit yer değiştirmeleri lineer kesit ile dikdörtgen kesit arasında kalmaktadır.
  • Öge
    Yüzey topografyasının kaymalı yatak performansına etkisinin sayısal olarak incelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07-14) Has, Emre ; Parlar, Zeynep ; Konstrüksiyon Programı
    Günümüz dünyasında tasarım ve imalat teknolojilerinin gelişmesi ile birlikte birçok hareketli parçalardan oluşan karmaşık makinaların sayısı sürekli artmaktadır. Bu hareketli parçalar arasında oluşan kuvvetler sebebiyle sürtünme ve ısı oluşacaktır. Bu sürtünme ve ısı çoğu zaman kayıp olarak adlandırılmakta ve bu kaybın önlenmesi için çeşitli çözümler bulunmaktadır. Bu çözümlerin en yaygınlarından bir tanesi kaymalı yataklardır. İçten yanmalı motorlarda çok yaygın olarak kullanılan bu çözümde çok düşük kayıplar olmasına rağmen hala geliştirmeye açık noktaların olabileceği düşünülmektedir. Kaymalı yataklar iki farklı tasarıma sahip olabilmektedir. Eksenel ve radyal kaymalı hidrodinamik yatakların kullanım yerleri tasarıma göre değişmektedir. Bu çalışmada kullanılan dizel motor yatakları radyal kaymalı yatak olarak adlandırılmaktadır. Bilgisayar destekli mühendislik programlarının kullanımının yaygınlaşması ve bilgisayarların gelişmesi ile birlikte daha önce bir boyutlu olarak çözülen birçok problem artık üç boyutlu olarak çözülmeye başladı. Bununla birlikte imalat sektöründeki gelişmelere bağlı olarak çok daha karmaşık geometriler üretilebilir hale geldi. Bağlangıç olarak uygun geometrilerin tespit edilmesi için Literatür taraması yapılarak uygulanacak geometrilere, bu geometrilerin konumlarına ve yoğunluklarına karar verilmiştir.