LEE- Malzeme ve İmalat-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 4 / 4
-
ÖgeKarşı gaz basınçlı plastik enjeksiyon kimyasal köpürtme üretim yönteminde proses parametrelerinin gözenek yapısı ve yüzey parlaklığına etkilerinin incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-28)Plastik endüstrisinde maliyet iyileştirme çalışmaları kapsamında ham madde tasarrufu ile maliyet kazançları sağlanmaktadır. Hurda ham maddelerin geri dönüştürülmesi yaygın bir maliyet iyileştirme yöntemi olarak öne çıksa da parça kesitinde gözenekli bir yapı oluşturarak ham madde kazancı sağlanması son yıllarda popüler bir uygulama haline gelmiştir. Plastik enjeksiyon kalıplama, plastik parçaların üretiminde kullanılan en yaygın yöntemlerden biridir. Bu yöntemde, katı haldeki plastik ham madde bir huni yardımıyla dönen bir vidanın içerisine doğru akar. Vida, elektrikli ısıtıcılar tarafından ısıtılan bir kovan içerisinde bulunur. Katı haldeki ham madde, dönen vidanın oluşturduğu meydana getirdiği sürtünme ve elektrikli ısıtıcılar tarafından üretilen ısı ile eriyerek vidanın ön bölgesine doğru akar. Üretilecek plastik parçanın ağırlığı kadar erimiş ham madde vidanın ön bölgesinde birikir. Yeteri kadar erimiş plastik ham madde, vidanın ön bölgesinde birikince vidanın dönüşü durur. Erimiş ham madde, vidanın doğrusal hareketi ile kalıbın içerisine enjekte edilir. Kalıp içine dolan ham madde kalıp içerisinde dolaşan soğutma kanallarının içindeki soğutma sıvısı ile soğutulur. Erimiş plastiğin sıcaklığı, kalıptan çıkma sıcaklığına düştükten sonra, katı plastik kalıbın açılması ile kalıptan dışarıya çıkarılır. Akrilonitril bütadien stiren ham maddenin köpürme davranışının incelenmesi ve kimyasal köpürtücü kullanılan plastik enjeksiyon prosesinin yüzey parlaklığına etkisinin irdelenmesi amaçlanmıştır. Deneyler öncesi yapılan literatür araştırmasında, ham maddenin bozunmaması için gerekli şartlar öğrenilerek, ham madde için uygun şartlarda proses parametreleri belirlenmiştir. Ham maddenin neminin uzaklaştırılması, proses esnasında köpürtücü katkı malzemesinin doğru proses edilebilmesi için önemliydi. Ayrıca ham madde ve köpürtücü katkı malzemesi teknik formlarında tavsiye edilen proses önerileri göz önünde bulundurulmuştur. Geleneksel enjeksiyon kalıplama yönteminde olduğu gibi kimyasal köpürtücülü plastik enjeksiyon yönteminde de polimer ham madde, plastikleştirme ünitesinde eritilir. Gözenek oluşumundan emin olmak için, proses sıcaklığı, kimyasal köpürme reaksiyon sıcaklığının, en az 10 oC üzerinde olacak şekilde makineye ayarlanır. Köpürtücü ağırlığı, genellikle granül polimer ağırlığının %1 ile %5 arasında bir değerde seçilir. Eğer prosesteki köpürtücü oranı artarsa, maliyet artar. Diğer yandan, köpürtücü reaksiyonu sonrasında oluşabilen yan ürünler de artmış olur. Yan ürünlerin fazla oluşması da parçanın mekanik ve kozmetik özellikleri üzerinde olumsuz etkiler oluşturabilir. Yapılan incelemelerde, %20 mertebesine kadar kütle kazancı elde edilen çalışmalar görülmüştür. Kimyasal köpürtücü katkı malzemelerinde sodyum bikarbonat ve sitrik asit karışımı bulunmaktadır. Bu karışım inhibitör ile belli bir aktivasyon sıcaklığı altında reaksiyona girmeden kalabilir. Bu sıcaklık üzerinde sodyum bikarbonat ve sitrik asit reaksiyona girerek karbondioksit gazı açığa çıkarır. Karbondioksit gazı süperkritik faz özellikleri gösterdiği sıcaklık ve basınç değerleri üzerinde içinde bulunduğu çözeltide yüksek yayınım hızı ve yüksek çözünürlük özellikleri gösterir. Bu özelliğinden ötürü plastik enjeksiyon kovanı içinde sağlanan yüksek basınç ve sıcaklık ile, eriyik plastik içinde yüksek oranda karbondioksit gazı çözündürülebilir. Bu karışım kalıp içine girdikten sonra; karışım basıncı ve sıcaklığı azaldığı için karbondioksit gazı çökelir ve malzeme içerisinde gözenekli bir yapı oluşur. Baloncukların iç basıncı sayesinde tutma basıncı uygulanmadan ürünün hacimsel çekmesi tolere edilmiş olur. Bu sayede beklenen kalitede bir ürünün oluşturulması için daha az plastik kullanılır ve kullanılan ham maddeden tasarruf sağlanır. Ancak kimyasal köpürtücülerin birim maliyeti polimer ham madde maliyetinden daha fazla olduğu için, kimyasal köpürtücü oranı olabildiğince düşük seviyelerde tutulur. Deney sonuçları varyansların analizi (ANOVA) yöntemiyle değerlendirilmiştir.
-
ÖgeOptimization of a composite-based belleville spring system for racing vehicles(Graduate School, 2023-06-09)Motorsports has a critical role in the application of new technologies developed by engineers for the automotive industry. Issues such as weight reduction studies, products with new types of materials, and the implementation of different designs are extremely important to win a race. Composites are materials that are created by blending two or more natural or synthetic elements (with various physical or chemical qualities) to create a new material that is stronger than the sum of its parts. The constituent parts merge and contribute their most advantageous features to enhance the result or finished product, but they do not totally blend or lose their own identities. Composites are frequently created with a specific purpose in mind, such as increased durability, efficiency, or strength. The designer must consider and calculate material specifications and combinations, enviromental conditions, maximum stress and deflection results of the system. The suspension system is a group of components that connect the wheels of the car together and work to maintain the highest levels of comfort, driving safety, and road holding under all types of braking and unexpected directional changes. It has traditionally served two purposes: ensuring the safety of the vehicle's handling and braking, and protecting passengers from vibrations and other influences. The suspension of a wheeled vehicle is a mechanical system of springs or shock absorbers connecting the wheels and axles to the chassis. Springs have important characteristics such as geometry, material and assembly type. In this study, the most commonly used springs in racing and automotive industry were investigated in order to design a composite-based Belleville disc spring. Design development was supported with a combination of previous works and feasibility studies. Optimization studies were then conducted for finding the most efficient, lightweight and adjustable disc spring. Results showed that Belleville disc springs are a very realistic alternative to steel helical coil springs with variety of designs, good material properties and a decreased weight of the system without any compromise.
-
ÖgeKarbür takımlar üzerinde oluşturulan mikrokanalların takım aşınması ve tezgah kuvvetleri üzerine etkisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-11-04)Havacılık motorları endüstrisinde kullanılan malzemeler çoğunlukla işlenmesi zor malzemeler sınıfında yer almaktadır. Uçak motor parçaları yüksek basınç, yüksek sıcaklık ve yüksek hız koşulları altında çalıştıkları için yüksek mekanik özelliklere sahip malzemeler ile üretilmektedir. Nikel esaslı süperalaşımlar, sahip oldukları yüksek mekanik özellikler nedeni ile uçak motoru parçalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Nikel esaslı süperalaşımlar, yüksek yalıtkanlığa sahiptir ve işleme sırasında oluşan yüksek sıcaklıkları kesici takıma ve kesme ortamına verme eğilimindedir. Kesim performansının iyileştirilmesi için, kesim ortamı ve kesici takımın oldukça iyi soğutularak kesim sırasında ortaya çıkan ısının ortamdan uzaklaştırılması gerekmektedir. Yeterli soğutmanın sağlanmadığı durumda kesici takım aşırı ısınma eğilimi gösterir ve bu durum kesici takımın mukavemetinin azalmasına sebep olur. Aşırı ısınma, kesici takım üzerindeki aşınmanın artmasına ve takımın mukavemetinin azalmasına neden olarak; kesici takım kırılmalarına sebebiyet verdiği bilinmektedir. Talaşlı imalat sırasında meydana gelen takım kırılmaları, özellikle havacılık endüstrisinde istenilen işleme toleransı düşük parçalar üzerinde geri dönülemez hatalara sebep olduğu bilinmektedir. Aynı zamanda ortamdan atılamayan ısı, iş parçası üzerinde boyutsal değişmelere sebebiyet vererek yüzey kalitesini de düşürdüğü bilinmektedir. İşleme ortamında gerekli soğutmanın sağlanması imalat sürecinde her zaman kritik bir öneme sahiptir. Bu soğutmanın sağlanması için genellikle özel amaçlı kimyasal yağlar kullanılmaktadır. Bu yağların gerekli soğutmayı sağlamaları için periyodik olarak yenilenmesi gerekmektedir ve bu durum işletmelere ciddi bir mali gider olarak yansımaktadır. Öte yandan bu tür kimyasal yağları uzun süre solumanın insan sağlığına çeşitli (cilt ve akciğer fonksiyonlarının bozulması vb.) zararları olduğu da bilinen bir durumdur. Literatürde; talaşlı imalat süreçlerinde kesme koşullarının iyileştirilmesi, sürtünme ve aşınmanın azaltılması, kesme ortamının soğutulması ve soğutma sıvılarının daha az kullanılması amacı ile çeşitli bilimsel çalışmalar yapıldığı bilinmektedir. Bu çalışmada, talaşlı imalat yöntemleri ile işlenen malzemelerde kesim performansını iyileştirdiği bilinen mikro desenli kesici takımların tornalama işlemi açısından teorik ve deneysel araştırmalarının yapılması hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalar TUSAŞ Motor Sanayi A.Ş Eskişehir yerleşkesinde yapılmıştır. Kullanılan CNC torna tezgahı, karbür kesme takımları, mikro kanal işlenmesi için kullanılan lazer markalama tezgahı ve ölçüm cihazları gibi ekipmanlar TUSAŞ Motor Sanayi A.Ş tarafından sağlanmıştır.
-
ÖgeGaz türbinli motorların rotordinamik analizlerinin esnek modellerle incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-08-28)Gaz türbinli motorlar kendi aralarında farklı sınıflara ayrılmakla beraber, bu motorlar çekirdek motor üzerine eklenen özelliklerle beraber birbirlerinden ayrılmaktadırlar. Gaz türbinli motorlar, türbin komponentine sahip motorları kapsayacak şekilde çok geniş bir motor ailesini tanımlar. Bugün içinde yaşadığımız dünyanın verim ve enerji ihtiyacı günümüz mühendisliğinin sınırlarını zorlanmasını da beraberinde getirmektedir. Bunun için ise mühendislik ürünlerinin git gide daha iyi, daha verimli, daha maliyet-etkin daha çevre dostu bir hale gelmesi beklenmektedir. Tüm bu isterleri sağlamak için ise mühendislik çalışmasını bir ürün olarak ele almamızı sağlayan tasarım, analiz, üretim, geliştirme, test ve entegrasyon aşamalarını sürekli olarak optimize edecek ve ek olarak günümüz mühendisliği en önemli sınırlarından biri olan malzemenin dayanabileceği çalışma ve mukavemet sınırına yaklaştıracak ve de zaman ve maddi kısıtları zorlamayacak daha iyi analiz ve mühendislik yöntemlerine olan ihtiyaç ortaya çıkmaktadır. Bu sorun ise bu tez kapsamında gaz türbinli motorların tasarım sürecindeki rotordinamik sınırların daha iyi belirlenebilmesi konusuna yoğunlaşılarak ele alınmış olacaktır. Ancak gaz türbinli motorlar günümüz dünyasında malzemelerin dayanım sınırı ile endüstrinin zaman ve maliyet kısıtlarıyla sınırlanmaktadır. Bir gaz türbinli motorun tasarım süreci farklı adımların birbirine girdi yaparak katkı sağlamasıyla ilerler. Çoğu zaman bu adımların belli bir olgunluk seviyesine ulaşması bir sonraki adımlarım başlaması için yeterli olur. Bu tez çalışmasında, rotordinamik hesaplamalar ve sınırlamaların daha doğru değerlendirilmesi için, doğrusal ve doğrusal olmayan olmak üzere iki farklı analiz metoduna ait matematiksel modellerin birbirleriyle karşılaştırılması ve böylelikle hangisinin daha tutarlı ve literatürde daha önce değerlendirilmiş sonuçlara yakınsadığı incelenmiştir. Bu sayede de bir havacılık gaz türbinli motorunun tasarım sürecine girdi yapacak şekilde ön tasarım sürecine harcanacak zamanın kısaltılmasına katkı sağlanması amaçlanmıştır. Bunun için ise, rotor dinamiği hesaplamaları için yukarıda da bahsedildiği gibi 2 temel yöntemin karşılaştırılması yoluna gidilmiştir. Bir gaz türbinli rotorunun tasarımında rotor dinamiği, farklı motor parametrelerindeki optimum çalışma hızı ve tehlikeli çalışma sınırlarının belirlenmesi açısında son derece önemlidir. Bu sınırların yanlış belirlenmesi veya belirlenmemesi durumunda motor hasara uğrayıp fonksiyonunu yerine getirememesine ek olarak, kullanıldığı platform ve çevresi için son derece ciddi maddi kayıplara, zaman kaybına ve can kaybına sebep olabilmektedir. Bu olumsuz durumların önüne geçmek için de rotordinamik sınırların ve hesaplama yöntemlerinin doğru ve kullanılabilir bir şekilde karşılaştırılması için bu çalışmada, tasarım sürecindeki yol haritasının daha verimli gelmesine yardımcı olacak şekilde farklı yöntemler birbiriyle karşılaştırılmıştır. Günümüz mühendislik dünyasında 4 ana başlık altında ilerleyerek motor tasarımı süreci tamamlanmaktadır. Bunlar; konsept tasarım, ön tasarım, nihai tasarım ve detay tasarım süreçleridir. Tasarım süreci ilerledikçe farklı disiplinlere ve bileşenlere ait çalışmalar belli bir olgunluğa ulaştıkça bu çalışmalar birbirini besleyerek ilerler. Ancak bazı çalışmalar doğası ve karmaşıklığı gereği daha fazla mühendislik saatine ihtiyaç duyarken, bazı çalışmalar daha kısa sürede sonuçlanmaktadır. Bununla birlikte bu uzun soluklu mühendislik çalışmalarının çıktıları, kısa dönemli tasarım süreçlerine girdi sağlayacak ise, kısa sürede tamamlanması mümkün olan tasarım adımlarının, uzun süreli iş kalemlerini beklemesinden dolayı, genel pencerede tüm tasarım sürecinin uzun ve maliyetli olduğu bir sonuçla karşı karşıya kalırız. Başka bir ifadeyle; aynı anda başlayan gaz türbin motora ait alt tasarım süreçlerinde, diğer tasarım gruplarına ön çalışma yapacak şekilde donmuş bir tasarım limiti için girdi sağlanması, diğer tasarım grupları bu limitler ile sürece devam ederken yataklama konusunda diğer tasarım süreçlerinin bitiş süresini de etkilemeyecek bir şekilde çalışmasına imkân sağlayacak metotlar geliştirilmesi hedeflenmiştir. Genel olarak makinalarda dengesizlik ve dengesizliğin kabul edilebilir seviyelerde görülme yöntemleri iyi biliniyor olmasına rağmen bu adımlar makinalarındaki dengesizlik probleminin kontrol altına alınabilmesi için ön aşamaları oluşturmaktadır. Bu durumun önüne geçmek ve mühendislik açısında daha maliyet-etkin bir tasarım süreci ortaya koymak adına da bu süreçlerin kısaltılması hedeflenmiştir. Bu amaçla bu çalışma kapsamında ele alınan doğrusal ve doğrusal olmayan analiz matematik modellerine ait denklemler koda dökülerek bu kodların sonuçları grafikleştirilmiş ve rulman ile şaft hareketi görselleştirilmiş, sonrasında ise farklı parametrelere bağlı olarak bu hareketlerin nasıl değiştiği incelenmiş ve yorumlanmıştır. Doğrusal ve doğrusal olmayan matematik modeller birbirleriyle kıyaslanırken hazırlanan kodlardaki parametrelerden, rulmana ait bilya sayısı ve radyal boşluk baz alınırken, gaz türbinli motora ait özelliklerden disk kütlesi hesaba katılmış ve seçilen bu 3 parametre üzerinden bu iki modelin grafik çıktıları ile rulman ve şaft deplasmanı incelenmiştir. Bu 3 parametreye ek olarak hazırlanan bu hesaplama aracı ile ihtiyaç duyulduğu anda elastisite modülü, rulman iç ve dış çapı, dengesiz ağırlık, bilya katılığı, disk eylemsizlik momentleri, şaft katılığı, şaft sönümü, rulman ağırlığı ve hız (rpm) parametrelerinin hesaba katılması yeteneği de kazanılmıştır. Son olarak ise, disiplinler arası ve motor komponentleri arası mühendislik çalışmalarının daha verimli ve daha hızlı ilerleyebilmesi için hedeflenmiştir. Bu hedef için ise çalışma şaft ve rulman tasarımı konusunda konsept olarak yapılan çalışmaların bir ön incelemesine yönelmiştir. Bu konsept ve karşılaştırmanın parametreleri ve sonuçlarıyla beraber ortaya konulması için rotordinamik çalışma koşullarının incelenmesinde kullanılan matematiksel modellerin karşılaştırılması ile gaz türbinli motor tasarım sürecine girdi sağlayabilecek bir inceleme yapılmıştır.