Geri Dön

Lazer ile kesme işleminde kesme parametrelerinin hibrit taguchi tabanlı gri-bulanık yöntem ile modellenmesi

Aplication of hybrid taguchi based grey-fuzzy algorithm for the modelling of kaser cutting process

PDF İndir

  1. Tez No: 1011954
  2. Yazar: UĞUR İZGİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR EŞME
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Gri-bulanık Modelleme, Hibrit Taguchi Yöntemi, Yüzey Pürüzlülüğü, Grey-Fuzzy Modeling, Hybrid Taguchi Method, Surface Roughness
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Tarsus Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez çalışmasında, S235 çeliğinin fiber lazerle kesme işleminde kesme parametreleri ile yüzey pürüzlülüğü (Ra) ve sertlik (HRB) arasındaki ilişki hibrit Taguchi tabanlı gri bulanık yöntemle modellenmiştir. Çalışmada üç faktörün üç seviyeli tam deney tasarımıyla (3³) toplam 27 deney gerçekleştirilmiş; parametre seviyelerini temsil eden dokuz deney noktası üzerinden Taguchi yaklaşımına dayalı sinyal-gürültü (S/N) oranı analizleri gerçekleştirilmiştir. Gaz basıncı 12, 16 ve 20 bar, lazer gücü 4500, 5000 ve 6000 W, kesme hızı ise 6,15; 6,50 ve 6,80 m/dak seviyelerinde belirlenmiştir. Deneyler sonucunda elde edilen ortalama Ra ve HRB değerleri hibrit Taguchi deneyi ve gri-bulanık modellemede giriş parametreleri olarak kullanılmış; çoklu kalite karakteristiklerinin değerlendirilmesi amacıyla gri-bulanık İlişkisel Derece (GFRG) çıktı parametresi olarak ele alınmıştır. Girdi ve çıktı verileri üçgen üyelik fonksiyonları kullanılarak bulanıklaştırılmış, MATLAB Fuzzy Toolbox ortamında Mamdani çıkarım modeli ve ağırlık merkezi (centroid) yöntemi kullanılarak GFRG (Grey-Fuzzy Reasoning Grade) değerlerine dönüştürülmüştür. Deneysel veriler üzerinden gerçekleştirilen varyans analizi (ANOVA) sonuçlarına göre, kesme hızının %40,55; lazer gücünün %31,29 ve gaz basıncının %16,36 oranında katkı sağladığı belirlenmiş; ikili etkileşimlerin P-değerlerinin 0,05'ten büyük olması, bu etkileşimlerin istatistiksel olarak anlamlı olmadığını göstermiştir. Model uyumluluğunun değerlendirilmesi amacıyla uygulanan Box-Cox dönüşümü (λ= 2,18) sonrasında modelin açıklayıcılık katsayısı R2= %95,10, düzeltilmiş açıklayıcı katsayısı R2 (adj)= %89,38 ve tahmin edilen açıklayıcı katsayısı R2 (pred)= %75,20 olarak elde edilmiştir. Gerçekleştirilen doğrulama deneyi sonucunda, deneysel verilerden hesaplanan GRG değeri ile bulanık mantık modeli tarafından üretilen GFRG değeri arasındaki farkın %1'in altında (%0,73) kaldığı belirlenmiş ve geliştirilen modelin deneysel sonuçlarla yüksek düzeyde uyumlu olduğu ortaya konulmuştur. Deney sonuçlarına göre en düşük ortalama yüzey pürüzlülük değeri 1,044 µm, en yüksek sertlik değeri ise 63,169 HRB olarak elde edilmiştir. Literatürde lazerle kesme süreçlerinde gri ilişkisel analiz ile bulanık mantığın birlikte kullanıldığı çok yanıtlı modelleme çalışmalarının sınırlı sayıda olması, bu çalışmanın alana katkısını ve özgünlüğünü ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the relationship between cutting parameters and surface roughness (Ra) and hardness (HRB) in the fiber laser cutting process of S235 steel was modeled using a hybrid Taguchi-based grey-fuzzy approach. In the study, a total of 27 experiments were conducted based on a full factorial design with three factors and three levels (3³). Signal to-noise (S/N) ratio analyses were performed using the Taguchi method based on nine experimental points representing the parameter levels. Gas pressure levels were selected as 12, 16, and 20 bar; laser power levels as 4500, 5000, and 6000 W; and cutting speed levels as 6.15, 6.50, and 6.80 m/min. The average Ra and HRB values obtained from the experiments were used as input parameters in the hybrid Taguchi design and grey-fuzzy modeling. In order to evaluate multiple quality characteristics, the Grey-Fuzzy Reasoning Grade (GFRG) was considered as the output parameter. Input and output data were fuzzified using triangular membership functions, and the GFRG values were obtained using the Mamdani inference model and centroid defuzzification method within the MATLAB Fuzzy Toolbox environment. According to the results of the analysis of variance (ANOVA), the contribution ratios of cutting speed, laser power, and gas pressure were determined as 40.55%, 31.29%, and 16.36%, respectively. The fact that the P-values of the interaction terms were greater than 0.05 indicates that these interactions were not statistically significant. To evaluate the model adequacy, a Box-Cox transformation (λ= 2.18) was applied, resulting in a coefficient of determination of R² = 95.10%, adjusted R²= 89.38%, and predicted R²= 75.20%. In the validation experiment, the difference between the GRG value calculated from experimental data and the GFRG value predicted by the fuzzy model was found to be below 1% (0.73%), demonstrating a high level of agreement between the model and experimental results. According to the experimental findings, the minimum average surface roughness was obtained as 1.044 µm, while the maximum hardness value was measured as 63.169 HRB. The limited number of studies in the literature combining grey relational analysis and fuzzy logic for multi-response modeling in laser cutting processes highlights the novelty and contribution of this study to the field.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    974539

    Prediction of surface rougness of additively manufactured and machined parts via machine learning

    Eklemeli imalat ve talaşlı imalat ile üretilen parçaların yüzey pürüzlülüğünün makine öğrenmesi ile tahmin edilmesi

    MUHAMMAD USAMA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ULAŞ YAMAN

    DOÇ. DR. ELİF SÜRER

  2. Tez No

    752042

    İşlenmesi zor malzemelerin yüksek talaş kaldırma oranlarıyla işlenmesi için ısı destekli hibrid sistemin geliştirilmesi ve çalışma parametrelerinin belirlenmesi

    Developing of thermal-aided hybrid system for machining difficult-to-machine materials with high material removal rate and determining of its operation parameters

    ATAKAN UĞRAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FIRAT KAFKAS

  3. Tez No

    256320

    Mikro frezelenme işleminde kesme parametrelerinin takım deformasyonu üzerindeki etkisisnin araştırılması

    Investigation of effects of cutting parameters on tool deformation in micromilling process

    AHMET SAMANCIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Teknik EğitimAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHAMMET YÜRÜSOY

  4. Tez No

    657175

    AISI 304-310-316-430 paslanmaz sacların lazerle kesme işleminde kesme parametrelerinin kerf genişliği, çapak yüksekliği ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi

    Investigation of the-effect of cutting parameters on kerf width burr height and surface roughness laser cutting

    İBRAHİM CEBECİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİL DEMİR

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ÖZLÜ

  5. Tez No

    521829

    Cam elyaf takviyeli polimerik kompozit malzemelerde lazerli kesme ve delme parametrelerinin belirlenmesi

    Determination of cutting and drilling parameters of fiberglass reinforced polymeric composite materials using laser

    MEHTAP TÜRKMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERSİN KAYAHAN

Geri Dön