LEE- Katı Cisimlerin Mekaniği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 13
-
ÖgeOptimization of CFRP prepreg composite rim by using MOGAII Genetic algorithm(Graduate School, 2022-06-30)In the automotive industry, lightweight design is of great importance, as in other industries. Especially in performance vehicles, different material technologies have become widespread with the development of simulation and production techniques. Automotive rims are an example of these structures. Lighter rims can be obtained by using composite materials. This thesis study was carried out in order to determine the most suitable lamina sequence and number that will ensure the strength of the automobile rim under various loads, which is aimed to be developed within the scope of Carre Wheel Design Company's composite wheel development project. In the study, a 19-inch diameter and 8.5-inch wide ten-spoke rim were used as a reference. A plain weave and resin-impregnated fabric prepreg material were used in the composite wheel. The composite wheel was designed according to ETRTO standards using CATIA V5 software and the required reference surfaces for analysis were obtained. The rim is designed with a metallic plate and is inserted in the hub joint area. The finite element model of the rim was modeled with Hypermesh software. Radial, cornering, and torsion loads are applied to the composite wheel model. For the analysis to be carried out using the MSC Nastran solver, the prepreg material card was used as MAT8 in the model, and the definition of composite laminate was made with PCOMP cards. Rim optimization was performed with MOGAII (Multi Objective Genetic Algorithm II) provided by the modeFrontier software. In the optimization study conducted with elitism, ply orientation and ply number were used as input variables. In the multi-objective optimization study, minimization of the maximum deformation and minimization of the total composite mass were performed. The maximum Tsai-Wu failure index value was defined for three different load cases as constraints. A total of 60 generations of evolutionary optimization were carried out with the initial population produced with the Sobol design of experience algorithm. The Pareto front set was created from the designs obtained as a result of 60 generations. The created Pareto set was analyzed with linear multi-criteria decision making and genetic algorithm multi-criteria decision making methods. The analysis of the design with the highest grade was repeated and the results were shown.
-
ÖgeEnergy absorption and deformation mechanisms of triply periodic minimal cellular hybrid structures(Graduate School, 2022-02-11)One of the fields in which TMPS are aimed to be employed is energy absorption owing to their cellular topologies. As a result, studies show that some types are superior in acoustic and some other types have superior heat resistance. Some of the recent studies aim to create hybrid formulations in some ways like changing density gradient or function modifications etc. For instance, recent studies in tissue engineering aim to find hybrid designs which meet the requirements to use them as bones in medical applications. This study proposes by showing the energy absorptions with deformation mechanics of hybrid structures that obtained from common TMPS in order to guide the researches to choose which model in certain applications.This study aims to show a systematic design -including FE model- of hybrid structures and their energy absorption abilities with deformation mechanics comparison in purpose of finding the possibility to use hybrid models instead of basic functions in some areas including public and private safety issues.
-
ÖgeÇok eksenli yorulma durumunda eşzamanlı ve asenkron yüklemeler için hasar ve ömür kestirim yöntemlerinin incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-02-07)Günümüzde, mühendislik alanında en çok karşılaşılan ve hasara sebebiyet veren problemlerin başında yorulma gelmektedir. Yorulma, tekrarlı veya değişken yüke maruz kalan yapıların hasara uğrama eğilimi olarak tanımlanabilir. Genellikle yorulma hasarı, malzemelerin akma dayanımlarının altında olan büyüklükteki yükler sebebiyle gerçekleşir. Tasarım yapılırken tekrarlı ya da değişken bir yükün varlığı, her zaman öncelikle yorulma etkisini göz önünde bulundurmayı gerektirir. Mühendisliğin faaliyet gösterdiği alanlara bakıldığında ise aslında birçok durumda yapıların bu tarz yüklere maruz kalması kaçınılmazdır. Sektörel olarak bakıldığında havacılık, otomotiv, denizcilik, demiryolu taşımacılığı ve inşaat sektörü gibi kısacası hayatın her alanında karşılaşılabilir olan bu durum, özellikle dönen ve güç aktarması gereken her türlü mekanizma ve yapının öncelikli problemi olmuştur. Bu problem yalnızca teknik açıdan değil, gerek maliyet düşürme odaklı tasarımların geliştirilmesi, daha hafif ve kullanımı kolay ürünlere olan ihtiyaç ve ortaya çıkabilecek muhtemel kusurlar dolayısıyla insan hayatını doğrudan etkileyebilecek bir öneme sahiptir. Bu sebeple tasarım süreçlerinde, parçanın fonksiyonel olarak kullanılacağı süre boyunca tekrarlı yüklere ne kadar ve hangi şiddette maruz kalacağı, bu parçanın ya da yapının ne kadarlık kullanım ömrüne ihtiyacının olduğu ve eğer gerekli ise düzenli bakım ve servis şartlarının nasıl olması gerektiğinin önceden belirlenmesi gerekmektedir. Dönen ve güç aktaran yapıların maruz kaldıkları dış yükler, genellikle yapı üzerinde farklı yönde gerilmeler oluşturmaktadır. Tek eksenli yorulma deneyleriyle geliştirilmiş malzeme yorulma eğrileri ve çözüm yaklaşımları, bileşik gerilmeye maruz kalan yapıların ömür tahmini hesapları için yetersiz kalmaktadır. Özellikle yüklerin tesiri sırasında aralarında faz farkı bulunması yorulma hasarı hesaplarını oldukça zorlaştırmaktadır. Bu nedenle, çok eksenli yüklere maruz kalan yapıların ömür tahmini konusu özel bir konu olarak ele alınmaktadır. Tezin temel amacı ise mevcut bileşik gerilme durumlarında ömür tahmin yaklaşımlarını incelemek, literatürdeki tamamlanmış deney verileri yardımıyla ticari yazılımlar kullanılarak eşzamanlı ve faz farklı yükleme durumlarında en doğru sonuç veren yaklaşımı tespit etmek ve ömür tahmin yöntemlerinin birbirlerine göre avantaj ve dezavantajlarını kıyaslayarak karşılaşılabilecek farklı problemler için takip edilebilir bir çözüm yöntemi sunmaktır. Literatür araştırmasında, çok eksenli yorulma durumları için oldukça çeşitli ve geniş kaynaklar bulmak mümkündür. Bu yaklaşımlar birim şekil değiştirme bazlı, gerilme bazlı ya da enerji bazlı olacak şekilde sınıflandırılabilir. Yorulma konusunun karmaşık bir problem olmasından dolayı uzun yıllardır süren araştırmalar sonucunda net bir yargıya varılamamış olduğu gözükmektedir. Bu yaklaşımların yanı sıra bileşik gerilme durumunda malzeme davranışlarını daha detaylı inceleyen ve daha isabetli ömür tahmini yapılmasını sağlayan lokal plastisite yaklaşımları ve onların matematiksel modellerinden bahsedilmiş, karmaşık yükler için uygulanan Rainflow çevrim sayma yöntemi gösterilmiş ve toplam hasarın tespiti için kullanılan Miner-Palmgren kuralı açıklanmıştır. Çalışma kapsamında, Prof. Dr. Jan Papuga'nın araştırmalarında yer alan deney verileri SolidWorks, Hypermesh, ABAQUS ve FEMFAT yazılımları yardımıyla bilgisayar ortamında modellenmiş ve farklı ömür tahmini yaklaşımlarıyla analiz edilmiştir. Ortalama gerilme değerinin sıfır olduğu senkron ve farklı faz açılarındaki asenkron yükleme sonuçları detaylıca incelenmiş, ayrıca ortalama gerilme varlığının yorulma ömrüne olan etkileri gerek senkron gerekse asenkron yükleme durumlarında karşılaştırılmıştır. FEMFAT yazılımı içerisinde, farklı bileşik gerilmeli yorulma durumları için kullanılan hesaplama yöntemleriyle elde edilen sonuçlar deney verileriyle kıyaslanmıştır. Yaklaşımların ömür tahmini sonuçları üzerinden metotların isabetliliği ile güçlü ve zayıf yanları gösterilmiştir. Son bölümde ise elde edilen sonuçlar hakkında genel yorumlar ile çalışmanın gelişime açık yanları ele alınmıştır.
-
ÖgePlastik malzemelerde üretim parametrelerinin malzeme dayanımına etkisinin incelenmesi, optimizasyonu ve çamaşır makinesi kapak kancasına uygulanması(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-02-01)Plastikler, düşük maliyetlerle yüksek mekanik özelliklere ulaşabilmesi, seri üretime uygunlukları ve geri dönüştürülebilirlik özellikleriyle endüstrinin birçok alanında kullanılmaktadır. Maliyet iyileştirme projelerinde, yeterli dayanım sağlandığı koşullarda akla ilk gelen malzeme çeşidi olarak plastik malzemeler gündeme gelmektedir. Çamaşır makinelerinin de bir çok bölgesinde plastik malzeme kullanılmaktadır. Rekabetin üst seviyeye ulaştığı beyaz eşya sektöründe geçmişten günümüze olan sürece bakıldığında maliyetlerin önem kazandığı ve plastik malzeme kullanımının arttığı görülmektedir. Gelişen teknolojiler ve elde edilen bilgi birikimleri ile yapılan analizler plastik malzemelerin kullanımının önünü açan bir etken olarak rol almaktadır. Plastik enjeksiyon ile üretim, seri üretime uygunluk ve karmaşık geometrilerin üretilebilirliği açısından en çok tercih edilen üretim yöntemlerinden birisidir. Plastik enjeksiyonda çok fazla parametre olması, üretim sonucunda elde edilen ürünün de kalitesinde farklılıklar oluşturmaktadır. Geliştirilen Moldflow analizleri sayesinde bu zorluklar aşılıp büyük zaman kayıplarından kurtularak gerçeğe yakın simülasyonların elde edilmesi mümkün hale gelmektedir. Özellikle fiber katkılı malzemelerin enjeksiyon davranışlarının yalnızca tecrübelerle tahmin edilmesinin zor olması, Moldflow analizlerinin önemini arttırmaktadır. Plastik enjeksiyon prosesi malzemenin dayanımı üzerinde de önemli bir etkiye sahip olmaktadır. Üretilen parçanın içinde malzemenin dağılımına göre farklı bölgelerde farklı dayanım değerlerine ulaşılabilmektedir. Moldflow analizleri ile enjeksiyon koşullarının belirlenmesi ile enjeksiyon sonrası parçanın geometrik, ölçüsel ve görsel kalitesinin tahmin edilmesinin yanı sıra dayanım özellikleri hakkında yorumlara xxiv Sensitivity: Public ulaşmak da mümkün olabilmektedir. Özellikle fiber katkılı malzemelerin parça içindeki fiber dağılım ve yönlenmeleri, parçanın bazı bölgelerinde dayanım artışını sağlarken bazı bölgelerde de zayıflamalara neden olabilmektedir. Yapılacak analizlerle parçanın spesifik bir bölgesinde, parçanın karşılaştığı zorlanma yönündeki dayanımının analiz ile elde edilebilmesi tasarımcıya gerçek parçada oluşacak sonuçları simüle edebilme imkanı sağlamaktadır. Çalışmada çamaşır makinesinin ön kapak gruplarında plastik kanca kullanımı amaçlanmıştır. Mevcut zamak malzemenin verdiği dayanıma cam fiber katkılı malzemenin vereceği zorlanmaya maruz kalan kritik bölgedeki dayanım artışı ile ulaşarak daha ucuz malzeme kullanımına ulaşmak istenmiştir. Çamaşır makinesinin çalışma koşullarında karşılaştığı kritik yüklenme durumu ortaya konularak yapısal analizle parçanın kritik bölgesinde maruz kaldığı gerilme değerleri belirlenmiştir. Sonrasında plastik kanca için yapılan prototip kalıp üzerinde farklı bölgelerdeki yolluk girişleri analiz edilerek optimum yolluk girişi bölgesi belirlenmiştir. Enjeksiyon koşullarında girdi olan parametreler değişken olarak tanımlanarak bu parametrelerin parça dayanımına ve diğer proses çıktılarına etkisi incelenmiştir. Her bir proses üzerinde ayrı ayrı çalışılarak karma etkiler de yorumlanmıştır. Bilgisayar ortamında yapılan çalışmalar tamamlandıktan sonra deneysel bir çalışma kurgulanıp uygulamaya sokulmuştur. Öncesinde Moldflow üzerinde yapılan proses çalışmaları enjeksiyona uygulanacak bir program halinde planlanıp prototip kalıp üzerinden baskılar alınmıştır. Alınan baskıların fiber dağılımları ışık mikroskobunda incelenerek fiber çapları ve uzunlukları ölçülmüş, fiber dağılımları Moldflow çıktılarıyla karşılaştırılmıştır. Daha sonra her bir prosesten 5'er adet numune çekme testine tabii tutularak kırılma değerleri not alınmış, grafiksel olarak Moldflow üzerinden alınan dayanım değerleriyle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak malzemenin kritik yüklenme durumunda %50 cam fiber katkılı poliamid malzemenin en zayıf bölgesinde oluşan fiber yönlenmesi ile zamak malzemeden elde edilen kırılma performansına ulaştığı görülmüştür. Yapılan çalışma teorik modelleme, sayısal simülasyonlar ve deneysel doğrulama adımlarını içermektedir.
-
ÖgeAğsız yöntem uygulamalarında kullanılması için yeni radyal temel fonksiyonlar önerilmesi ve önerilen fonksiyonların karakteristik davranışlarının belirlenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-17)Ağsız yöntemler, ilk kez 1970'li yıllarda ortaya çıkmış ve yaklaşık elli yıldır mühendislik problemlerin sayısal çözümü için kullanılan bir yöntemdir. Ağsız yöntemler, çözüm bölgesine ağ yapısı oluşturmak yerine tanımlı düğüm noktaları oluşturarak sonuçlar elde etmeyi amaçlar. Ağ yapısı gerektirmemesi, büyük deformasyon problemlerini daha sağlam bir şekilde ele alabilmesi, yüksek dereceli sürekli şekil fonksiyonlarına ve yerel olmayan enterpolasyon karakterlerine hassasiyeti olmaması ve 3 boyutlu yapılar için uygun olması, bu yöntemin avantajları olarak sayılabilir. Noktasal radyal temel fonksiyon yöntemi, ağsız yönteme dayanmaktadır. Kısmı diferansiyel problemlerin çözümü için ağ yapısının olmaması ve programlamadaki esneklikten dolayı karmaşık ve düzensiz geometrilerde bile çekici bir çözüm tekniğidir. Hem sınır koşulları hem de diferansiyel denklemi sağlamak için çözüm bölgesindeki noktalar arasındaki uzaklığa bağlı olarak radyal temel fonksiyonlar ile yaklaşık olarak elde edilen özel çözüm, aynı zamanda problemdeki denklemin çözümü olur. Birden fazla radyal temel fonksiyon türü vardır. Problem yaklaşımında doğruluk ve yakınsaması için radyal temel fonksiyonların seçimi önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında, ağsız yöntemlerde kullanılması için radyal özelliğe sahip yeni temel fonksiyonlar önerisinde bulunulmuştur. Önerilen radyal temel fonksiyonları, dört farklı mühendislik sayısal probleminin çözümü için kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar ile ağsız yöntemlerde sıklıkla kullanılan Gauss ve Ters Multikuadrik radyal temel fonksiyonları ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak, radyal özelliğe sahip yeni temel fonksiyonların karakterislik davranışları incelenmiştir. Yapılan sayısal deneylerin sonucunda, önerilen Sinüs, Tanh, Sech ve Sech Seri Açılımı radyal temel fonksiyonlarının Gauss ve Ters Multikuadrarik fonksiyonlara kıyasla daha az nokta sayısın daha düşük hata mertebeleri elde ettiği görülmüştür. Ayrıca, Sinüs 5.Seri Açılım radyal temel fonksiyonun dışındaki diğer önerilen fonksiyonlar ise Ters Multikuadrik ve Gauss fonksiyolarının farklı nokta sayıları ile elde edilen hata değerlerinde göstermiş oldukları davranışa benzer davranışlar gösterdiği gözlemlenmiştir. Sinüs, Sinüs Seri Açılımı, Tanh Seri Açılımı ve Sech Seri Açılımı radyal temel fonksiyonlarının, Gauss ve Ters Multikuadrik fonksiyonlara kıyasla, nokta sayısında artışı ile aynı mertebedeki hata değerleri elde edilebilmesi için daha geniş bir aralıkta kullanılabilecek şekil parametresi seçilebileceğini göstermişlerdir. Ayrıca, Tanh ve Sech radyal temel fonksiyonları ise Gauss ve Ters Multikuadrik fonksiyonlar ile farklı şekil parametre değerlerinde elde ettiği hata değerlerine benzer değerler elde ettikleri gözlemlenmiştir. Akış probleminde ise, şekil parametresinin hata değeri üzerinde göstermiş olduğu etki, Sinüs 5.Seri Açılım radyal temel fonksiyonu dışında önerilen diğer fonksiyonlar ile Gauss ve Ters Multikuadrik fonksiyonlarla benzer davranışları göstermişlerdir. Bu sonuçlar neticesinde, önerilen Sinüs 5.Seri Açılım radyal temel fonksiyonu dışındaki diğer önerilen tüm fonksiyonlar, Gauss ve Ters Multikuadrik fonksiyonları yerine ağsız yöntem uygulamalarında alternatif olarak kullanılabileceğini göstermişlerdir.