FBE- Makine Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 215
  • Öge
    İki eksende daralan ankastre kirişlerin sonlu eleman yöntemi ile serbest titreşim analizi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Aktaş, Mehmet ; Tüfekci, Ekrem ; 640888 ; Makine Mühendisliği
    Kiriş problemleri günümüzde birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. İnşaat mühendisliğinde binalar, köprüler vb. yapılarda çeşitli kesitlere sahip şekillerde kullanılırken, makina mühendisliğinde şaftlar, kaldıraç sistemleri gibi yapılarda, uçak mühendisliğinde ise helikopter palleri, kanat kirişleri vb. yapılarda kullanılabilmektedirler. Kirişlerin bu geniş kullanım alanları bazı sorunları da çözmemizi gerektirmektedir. Bunlardan en önemlilerinden biri de titreşim problemleridir. Kirişler farklı kesitlerde olabildikleri gibi daralan veya genişleyen profillere de sahip olabilmektedirler. Bu tezdeki amaç ise iki eksende de daralan veya genişleyen ankastre kirişlerin serbest titreşim durumlarının incelenmesidir. Kiriş teorileri bu tarz sistemlerin yapısal analizlerinde önemli bir rol oynamaktadır. Basit bir şekilde sistemlerin analizlerini gerçekleştirmemize olanak sağlamaktadır. Bu tezde kiriş teorileri, günümüzde pek çok araştırmanın da konusu olan sonlu eleman yöntemi ile kullanılmıştır. Her ne kadar sonlu eleman yöntemi hesapları karmaşık gözükse de günümüzde gelişen bilgisayar sistemleri ile oldukça kolay bir şekilde bu analizler gerçekleştirilebilmektedir. Bu tezde ise Euler-Bernoulli sonlu eleman kiriş teorisi kullanılmıştır. Bu teoride kayma kaynaklı etkiler göz önüne alınmamaktadır. Euler- Bernoulli kiriş teorisine göre kirişin tarafsız ekseni şekil değiştirme sonrası da kiriş eksenine dik olan doğrular ile dik açı yapmaktadır. Yani kesit düzleminde herhangi bir deformasyon meydana gelmemektedir. Bu tezdeki sonlu eleman çözümünde herbir elemanın iki düğüm noktasından oluştuğu ve bu noktaların da ikişer serbestlik dercesine sahip olduğu kabul edilmiştir. Bundan dolayı herbir eleman 4 serbestlik derecesine sahiptir. Bu teori ile ilgili formülasyonlar MATLAB programında kodlanmıştır ve verdiği sonuçlar incelendiğinde ise gerçeğe oldukça yakın olduğu görülmüştür. Daha sonra ABAQUS paket programı ile aynı kirişin bilgisayar ortamında analizi tekrar gerçekleştirilmiştir. MATLAB'deki koddan alınan sonuçlar literatür ile uyumluluğu açısından boyutsuz olarak da elde edilmiştir. Bu tez kapsamında kabul edilen kiriş ankastre olarak bir ucundan yataklanmış, izotropik, iki eksende daralan ve kesiti iki eksende de simetrik olan bir kiriştir. Aynı zamanda bu kiriş simetrik ve izotropik olarak kabul edilmektedir. Bundan dolayı iki düzlemdeki titreşim hareketi birbirini etkilememektedir. Giriş bölümünde kirişlerin kullanım alanları, tezin amacı, kullanılan yöntemler, yazılımlar ve yapılan kabullerden bahsedilmiştir. Çok sık kullanılan iki sonlu eleman metodu ile ilgili yüzeysel bilgiler de verilmiştir. Bu metodlar Euler-Bernoulli ve Timoshenko teorileridir. İki teorinin birbirinden en önemli farkları Euler-Bernoulli teorisinde kayma etkileri göz ardı edilirken Timoshenko teorisinde ise kayma etkileri göz önüne alınmaktadır. Daha sonra literatür araştıramasına yer verilmiştir. Daha sonra tezin konusu kapsamında olduğundan dolayı titreşim hakkında genel bir bilgilendirme yapılmıştır. Ardından titreşim sınıflandırılmıştır ve bu sınıflar hakkında da kısa bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde ise sonlu eleman yöntemi ile alakalı bilgiler verilmiştir. Burada sonlu eleman yönteminin gelişen teknoloji ile işimizi nasıl kolaylaştırdığından ve kullanılan programdan bahsedilmiştir. Bu işlemler yapılırken en önemli noktalardan birinin de kullanılan teoriye uygun şekil fonksiyonlarının bulunması olduğu belirtilmiştir. Buradaki amaç ileride daha detaylı olarak kullanılacak sonlu eleman metodu hakkında fikir sahibi olunmasıdır. Sonraki bölümde kiriş teorileri hakkında daha detaylı bilgi verilmiştir. Burada ilk literatürdeki teorilerden bazıları belirtilmiştir. Bunlardan sıklıkla kullanılan Euler-Bernoulli ve Timoshenko teorileri hakkında detaylı açıklama yapılmıştır. Bu tez kapsamında da kullanılan Euler-Bernoulli teorisi detayları ile anlatılmış, formülasyonları gösterilmiştir. Daha sonra uygun şekil fonksiyonlarının hesaplanmasından sonra herbir elemana ait rijitlik ve kütle matrisleri bulunmuştur. Daha sonra bu matrisler uygun formatta birleştirilerek genelleştirilmiş rijitlik ve kütle matrisleri elde edilmiştir. Ardından ankastre kiriş sınır koşulları uygulanmış ve indirgenmiş rijitlik ve kütle matrisleri bulunmuştur. Bu matrisler uygun formüllerde yerlerine konularak sonuçlar literatür ile uyumlu olacak şekilde boyutsuz olarak elde edilmiştir. Daha sonra MATLAB programında yazılmış kod ile elde edilen sonuçları doğrulamak adına farklı daralma oranlarındaki kirişler Catia V5 programında modellenip, Hypermesh programında sonlu elemanlarına ayrılmıştır. Daha sonra da ABAQUS paket programı ile analizleri yapılıp MATLAB'de yazılan kod doğrulanmıştır. Son kısımda ise literatürdeki çalışmalara ek olarak kirişin boyunun doğal frekans üzerine etkisi incelenmiştir. Sonuçlar literatür ile karşılaştırıldığında ise yüzdesel olarak çok ufak sapmalar olduğu görülmüştür.
  • Öge
    Optimization of twin shafted concrete mixer
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Çağlar, Mehmet ; Kırkköprü, Kadir ; 637406 ; Makine Mühendisliği
    Mixing is an integrated part of modern technology. There are numerous applications of this process in the fields of pharmacology, chemistry, food industry, and construction industry. Static mixers, co-axial mixers, paravisc mixers, helical ribbon blade impeller mixers, and twin sigma blade mixers can be given as some examples for general mixing machines. When it comes to concrete mixing, industry mostly prefers drum mixers, pan or planet mixers, continuous concrete mixers or twin shafted concrete mixers. Mixers are specialized according to its purpose to use. Although different kinds of mixers are used for various applications, main target is increasing efficiency and decreasing operating costs. Geometrical optimizations may lead to a better rheology for mixing procedure helping increase efficiency. Additionally, there are some researches aiming to investigate wearing behavior of blades under certain mixing conditions. Obviously, the goal of these investigations is to decrease operating costs of mixer in terms of material or energy costs. Computational Fluid Dynamics (CFD) can be considered as a beneficial method to understand flow characteristics of mixers. Especially, well constructed such sort of numerical studies yield substantial force or moment data to investigators without the need of expensive experimental setup. Main parameters determining the efficiency of a twin shafted mixing machine can be considered as shape of blades, angle of blades, size of mixing tank, filling level, and distance between shafts. Results obtained from CFD analysis is evaluated accordingly and design is modified to improve mixer efficiency. Needless to say that, after numerical optimizations, final geometry should be prepared for experiment in order to acquire detailed analysis. In spite of the fact that CFD calculations provide us with beneficial moment and power data, obtaining segregation information which exhibits the mixing performance from the outputs of CFD calculations can be quite hard. Instead, using Discrete Element Method (DEM) gives us detailed segregation data in a short computing time. Besides of segregation data, DEM is quick and easy to attain moment and power values by employing DEM. Fundamentally concrete mixing process can be split into three substages, first, dry phase defining the mixing while aggregates like sand and gravel is introduced into tank, second, wet phase including water addition period, and finally, final mixing phase decreasing segregations within the mixture until a certain limit (Kozic et al,2016). In this study, optimization of a twin shafted concrete mixer was aimed by focusing on third stage (final mixing phase). In order to gather enough knowledge about the effect of different blade angles over the mixing process Fluent was employed for CFD modeling, and EDEM for DEM modelling.
  • Öge
    Yangın risk analizi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995-12-04) Cedimoğlu, Mehmet ; Kılıç Abdurrahman ; 046211 ; Makina Mühendisliği
    Yangın risk analizi, binaların ve bina sakinlerinin yangına maruz kalmalarını ve yangın sonucu doğabilecek can ve mal kayıplarını inceler Ayrıca yangına müdahale konusunda önerilen değişikliklerin can ve mal kaybı üzerinde ne derecede etkili oldukları dikkate almaktadır. Yangın risk analizi yapmak için bir model oluşturmak gerekmektedir. Bir yangında oluşabilecek zararların büyüklüğü, binanın kullanım şekline, yanabilecek malzemelerin alt ısıl değerlerine, bina sakinlerinin hareket yeteneklerine, binanın yüksekliğine, yol ulaşım sorununa ve binadaki maddelerin maddi değerlerine bağlıdır. Binalarda önerilen değişiklikler modellerde kullanılarak, binanın yangın risk değerini ne derecede etkileyeceği gözlenerek, sonuçta bina için yangına karşı gerekli stratejilerin ve yangın güvenlik programlarının uygulanması sağlanılabilir. Modellerin kurulmasında geçmiş yangın verilerinden, uzmanların tahminlerinden ve laboratuvar test sonuçlarından hareket edilir. Bu bilgilerden faydalanarak risk analizinin modelleri için gerekli olasılıklar tespit edilir. Bir binadaki yangının yayılışı çevre şartlarındaki değişikliklerden ayrı olarak farklı konumlarda düzenlenmiş yanan malzemelerin bir karışımının geliştirildiği fiziki ve kimyasal işlemleri içeren olasılıksal yaklaşımlar, yangın risk değerlendirilmesinde son yıllarda sık olarak kullanılmaktadır. Bu yaklaşımın kullanılmasındaki amaç; yangınla ilgili değişkenler arasındaki ilişkiyi tanımlamak ve istatistik teknikleri yardımıyla değişkenlerin olasılık değerlerinin dağılımlarını incelemektir. Bu çalışmada ayrıca literatürdeki yangın risk analizi modelleri incelenmiş ve yaygın olarak kullanılan yangın risk analizi modellerinin hesaplama metodlar ve veri kaynaklan ifade edilmiştir. Yangın risk analizi ile ilgili temel kavramlar açıklanmıştır.
  • Öge
    Eksenel bir fanın sayısal gürültü modelinin oluşturulması ve fan kapağı boşluk geometrisinin ses yayılımına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Konur, İsmail ; Mermertaş, Vahit ; 634961 ; Makina Mühendisliği Anabilim Dalı
    Bu çalışma kapsamında soğutucu cihazlarda kullanılan eksenel bir fanın hava kaynaklı yarattığı gürültü incelenmiş olup sayısal bir gürültü modeli oluşturulmuş ve endüstriyel uygulamalarda kullanıcı güvenliği açısından üzerine takılan fan kapağının boşluk geometrisinin ses seviyesi üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Birinci bölümde önceki yıllarda yapılmış çalışmalar araştırılarak literatür taraması kapsamında yapılan çalışmalar özetlenmiştir. Literatür taraması kapsamında özetlenen çalışmalar fan gürültüsü, fan gürültü oluşum mekanizması, endüstriyel ürünlerde fan gürültüsü, hava kaynaklı sayısal gürültü modellemesi, fan gürültüsü ölçüm metodları gibi konuları içermektedir. İkinci bölümde fanlar tanıtılmış, radyal ve eksenel fan olmak üzere fan tiplerinden bahsedilmiştir. Radyal ve eksenel fanların farkları üzerine bilgiler verilip fan verimini etkileyen tasarım özellikleri, fan performans eğrileri, fan kanunları, fan gürültüsü gibi konulara değinilmiştir. Sayısal çalışmalar kapsamında öncelikle dönen hava hacmi, iç hava hacmi ve dış hava hacmi olmak üzere 3 adet geometri oluşturulmuştur. Oluşturulan bu geometriler tetrahedral ağ örgüsü elemanları ile sonlu hacimlere ayrılmıştır. Ağ örgüsü eleman boyutları olarak her bir geometri için farklı boyutlar girilmiş olup hassas çözüm gerekli olan bölgelerde ince eleman yapısı oluşturulmuştur. Akışkanlar dinamiği analizleri kapsamında ilk olarak sst k-w türbülans modeli kullanılarak zamana bağlı olmayan akışkanlar dinamiği analizi gerçekleştirilmiştir. İlgilenilen fanın deneysel veriler sonucu elde edilen bastığı debi değerine eş değer olacak hava debisi değerine ulaşıldığından analiz düzenli rejime geldiği kabulü yapılarak analiz sonlandırılmıştır. Bu analiz sonuçları başlangıç koşulu alınarak ikinci aşamada les türbülans modeli kullanılarak zamana bağlı akışkanlar dinamiği analizi çözdürülmüştür. Akışkanlar dinamiği analizi sonuçlarında fan emiş bölgesinde negatif basınç değerleri görülmüş ve fanın güçlü bir basma yaptığı görülmüştür. Hız değerleri ise kanat uçlarında maksimum değerini almaktadır. Hesaplamalı hava kaynaklı gürültü analizi kapsamında bir önceki aşamada tamamlanan akışkanlar dinamiği analizi düzenli rejime ulaşıldıktan sonra Fw-h akustik modeli kullanılarak hesaplamalı hava kaynaklı gürültü hesaplaması yapılmış, belirlenen 3 adet mikrofon konumundan ses basınç verileri hesaplanmıştır. Yapılan sayısal analizlerde zaman adımı olarak fanın her bir derecelik dönüş hareketi için geçen zaman alınmış olup, fan toplam 4 tur döndürülerek analizler tamamlanmıştır. Elde edilen tüm mikrofon konumlarındaki sonuçlarda ses seviyesi kanat geçiş frekansında maksimum değerini almış, kanat geçiş frekansının harmoniklerinde ise yerel olarak maksimum değerler aldığı görülmüştür. 2000 Hz'den yüksek frekans değerlerinde ise ses seviyeleri oldukça düşük değerlerdedir.
  • Öge
    Piezoelektrik kompozitlerin elektromekanik özelliklerinin analizi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Aksüt, Hasan ; Ergun, Celaledin ; 629110 ; Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
    Sürülebilir ya da püskürtülebilir piezoelektrik kompozit boyalar sensör uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu boyaların karakteristik özelliklerinin geliştirilebilmesi için kompozitin elektromekanik özelliklerinin bilinmesine ihtiyaç duyulur. Piezoelektriklik ve piezoelektrik malzeme çeşitleri incelenmiştir. Bunlarla yapılabilecek polimer matrisli kompozitlerin doğrultuları ve özellikleri hakkında literatür araştırması yapılmıştır. Piezoelektrik kompozitlerin yapısal denklemleri verilmiştir, bunlar ayrıca kolaylık amaçlı Voigt gösteriminde de yazılmıştır. Eshelby'nin elastik takviye probleminin piezoeletrik durumda dönüşeceği şekil gösterilmiştir. Kompozitlerin yapısal piezoelektrik modüllerinin belirlenebilmesi için ihtiyaç duyulan Eshelby tensörleri kapalı formda küresel takviye için elde edilmiştir. Mori-Tanaka, kendi içinde tutarlı yaklaşım ve Odegard yaklaşımıyla mikromekanik modeller sayesinde elektromekanik modüller analitik bir biçimde bulunmuştur. Bu kompozitlerin seramik ve polimer dışında ayrıca boşluk da bulundurabileceği göz önüne alınarak analitik hesaplamalar her yaklaşımda 3 bileşenli bir kompozit için genişletilip ayrıca uygulanmıştır. Basit kübik, hacim merkezli kübik, yüzey merkezli kübik ve hegzagonal sıkı paket birim kafes yapılarının parametrik tasarımları gerçekleştirilmiştir.