3 boyutlu yazıcı ile üretilen sandviç yapıların statik ve dinamik yük altında davranışlarının incelenmesi
Investigation of under static and dynamic load behaviors of sandwich structures produced with 3d printer
- Tez No: 633280
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK KARAGÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Son zamanlarda, yüksek performanslı mühendislik uygulamaları için hafif sandviç yapıların tasarım ve üretiminde kafes çekirdek yapılarının sunduğu potansiyele ilgi artmaktadır. Sandviç yapılar günümüzde havacılık, deniz, otomobil, yel değirmeni ve inşaat endüstrisi sektörlerinde, özellikle yüksek eğilme sertliği, ısı yalıtımı ve yüksek enerji emme kabiliyetleri gibi mükemmel çok işlevli özellikleri nedeniyle yoğun olarak kullanılmaktadır. Sandviç yapıların birçok alanda kullanılıyor olması hafif, yüksek enerji absorpsiyonlu ve ağır hizmet tipi sandviç malzemelerin geliştirilmesi ve uygulanması için mükemmel bir fırsat sunmaktadır. Eklemeli İmalat yöntemi, imal edilmesi imkansız olan karmaşık geometrili çekirdeklerin üretimine olanak sağlamıştır. Sandviç yapıların eklemeli imalat yöntemi ile imal edilmesi, geleneksel yöntemler ile imal edilmiş altıgen bal peteği veya köpük çekirdekli geleneksel sandviç yapılara göre birçok önemli avantaj sağlamaktadır. Tez kapsamında 4 farklı Sandviç yapı modeli tasarlanmıştır. Sandviç yapılar Bal peteği, Girintili, Yıldız ve Üçgen olarak Solidworks programında tasarlanmıştır. Tasarlanan model boyutları Basma ve Çarpışma testleri için 40x40x20 mm, Üç nokta eğme testi için 130x20x20 mm boyutlarındadır. Hazırlanan modellerin dataları üç boyutlu yazıcıya aktarılmak üzere STL formatına dönüştürülmüştür. Modellerin datalarını 3 boyutlu yazıcıya aktarmak için ara program olan Cura yazılımı kullanılmıştır. Sandviç yapıların imalatı için Ultimaker 3 extended FDM tipi 3 boyutlu yazıcı kullanılmıştır. Sandviç yapılar Termoplastik poliüretan (Ultimaker TPU 95 A) malzemeden imal edilmiştir. Malzeme mekanik özelliklerini belirleyebilmek için çekme test numuneleri imal edilmiştir. 3 adet imal edilen çekme test numuneleri Shimadzu AG-X plus cihazında çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Basma ve üç nokta eğme testleri için imal edilmiş modeller yine aynı cihazda testlere tabi tutulmuştur. Çarpışma testleri için sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır. Sonlu elemanlar analizinin gerçekleştirilmesinde ise HyperWorks paket programında bulunan, HyperMesh, HyperCrash, HyperView, HyperGraph, ve RADIOSS yazılımlarından yararlanılmıştır. Modellere ait darbe enerjileri ve enerji emilim miktarları elde edilmiştir. Yapılan testler sonucunda elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Basma, üç nokta eğme ve çarpışma test sonuçlarına göre en iyi statik ve dinamik özellikleri sergileyen model berlirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde Girintili sandviç yapı modelinin en iyi mekanik özelllikler gösteren model olduğu ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
Recently, there has been an increasing interest in the potential of lattice core structures in the design and manufacture of lightweight sandwich structures for high performance engineering applications. Sandwich structures are used extensively today in the aviation, marine, automobile, windmill and construction industry sectors due to their excellent multifunctional properties, especially high bending stiffness, thermal insulation and high energy absorption capabilities. The fact that sandwich structures are used in many areas provides an excellent opportunity for the development and application of lightweight, high energy absorption and heavy duty sandwich materials. Additive Manufacturing method has enabled the production of cores with complex geometries that are impossible to fabricate. The production of sandwich structures by the additive manufacturing method provides many important advantages over traditional sandwich structures made of hexagonal honeycomb or foam core produced with traditional methods. Within the scope of the thesis, 4 different Sandwich structure models are designed. Sandwich structures are designed in the Solidworks program as Honeycomb, Re-entrant, Star and Triangle. The designed model dimensions are 40x40x20 mm for Compression and Impact tests, 130x20x20 mm for Three-point bending test. The data of the prepared models were converted to STL format to be transferred to the three-dimensional printer. Cura software, which is an intermediate program, was used to transfer the data of the models to the 3D printer. Ultimaker 3 extended FDM type 3D printer was used to manufacture sandwich structures. Sandwich structures are made of Thermoplastic polyurethane (Ultimaker TPU 95 A) material. Tensile test samples were produced to determine the mechanical properties of the material. Tensile tests were carried out on Shimadzu AG-X plus device, which was produced in 3 pieces. Models manufactured for compression and three-point bending tests were also tested on the same device. Finite element method was used for impact tests. In the finite element analysis, HyperMesh, HyperCrash, HyperView, HyperGraph, and RADIOSS software that are included in the HyperWorks package program were used. İmpact energies and energy absorption amounts of the models were obtained. The results obtained as a result of the tests were examined comparatively. According to compression, three-point bending and impact test results, the model that exhibits the best static and dynamic properties has been identified. As a result of the obtained results, it has been revealed that the Re-entrant sandwich structure model is the model with the best mechanical properties.
Benzer Tezler
- 3boyutlu eklemeli üretim yöntemiyle üretilmiş termoplastik esaslı ökzetik çekirdek geometrili sandviç yapıların statik ve dinamik yükler altında davranışının incelenmesi
Investigation of behavior of thermoplastic sandwich structures with auxetic core geometries produced by 3-dimensional additive manufacturing method under static and dynamic loads
İBRAHİM KÜRŞAD TÜRKOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT YAZICI
- Üç boyutlu yazıcı ile üretilen balpeteği sandviç kompozitlerin düşük hızlı darbe davranışlarının araştırılması
Investigation of low velocity impact behaviour of honeycomb sandvich composites produced by three dimensional printer
İSA KARATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT YAVUZ SOLMAZ
- Kronik yaralar için 3B basılmış kontrollü ilaç salım sisteminin tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of 3D-printed controlled drug release system for chronic wounds
SENA HARMANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
DR. SÜMEYYE CESUR
- Eklemeli imalat destekli dereceli hassas döküm yöntemi ile bal peteği yapıların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of honeycomb structures by additive manufacturing-aided investment flask mould casting method
FATİH GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
DR. LEVENT TURHAN
- FDM tipi 3 boyutlu yazıcı ile termoplastik petek/öksetik çekirdek malzeme tasarımı, üretimi ve sandviç kompozitlerde kullanım özelliklerinin araştırılması
Investigation of the usage characteristics of FDM type 3 dimensional printer thermoplastic honeycomb / auxeti̇c core material design, production and sandwich composites
KUTAY ÇAVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ASLAN