Impact absorbing lattice structures produced by additive manufacturing
Darbe emici kafes yapıların eklemeli imalat yöntemiyle üretimi
- Tez No: 723268
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Malzemesi ve İmalat Teknolojisi
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Son teknolojik gelişmeler, katmanlı üretimi, yeni nesil karmaşık parçaların ve hafif yapıların geliştirilmesi ve üretimi için çığır açan bir teknoloji haline getirdi. Polimerik parçaların katmanlı imalatı, yük taşıyan bileşenlerden darbe emici yapılara kadar uzanan yapısal parçalara geniş ölçüde uygulanabilir. Dijital Işık Sentezi (DLS), çok çeşitli polimerik malzemelerin güvenilir, hızlı ve doğru Eklemeli Üretimini sağlayan yeni geliştirilmiş bir tekniktir. DLS özellikle kafes parçalarının, tekrar eden birim hücrelerden oluşan üç boyutlu açık hücreli yapıların üretilmesinde etkilidir. Bu tez, DLS tarafından üretilen elastomerik poliüretan (EPU) kafes parçalarını incelemekte ve mekanik özelliklerini karakterize etmektedir. Tamamen yoğun EPU'nun ilk karakterizasyonu, yüksek kopma uzama oranı ve mükemmel deformasyon geri kazanımı ile birlikte bu malzemenin doğrusal olmayan hiperelastik davranışını gösterdi. Ogden modeli ve Prony serisinin bir kombinasyonu, visko-hiperelastik davranışı başarıyla tanımladı. Daha sonra oktet-kafes, BCC+CP ve kübik tip kafes yapılar üretilmiş ve yarı statik sıkıştırma altında enerji emici performansları karakterize edilmiştir. Genel olarak Octet kafes yapılar, burkulma ve esnemenin dengeleyici etkilerinden dolayı enerjiyi emmek için daha güvenilir ve etkili bir mimari sağlamıştır. Dikme çapının doğru kontrolü, çok çeşitli uygulamaların gereksinimleri için kafes geometrilerinin peak gerilimi ve enerji emme kapasitesinin ayarlanması için çözümler sağladı. Genel olarak, bulgular, enerji emici yapıların tasarımı ve uygulanması için EPU ve DLS tekniğinin büyük potansiyelini gösterdi. Ayrıca, DLS 3D baskı yönteminin mükemmel ozellikleri ve diğer bir reçine türü olan rijit poliüretan RPU 70 kullanarak, ve NiCo (Nikel, Kobalt) metalik alaşımını yeni bir kaplama yaklaşımı ile birleştirerek, metal-polimer kafes yapılarının hibrit üretim imkanı gösterildi. Metal kaplı polimer petek yapısı, sıkıştırma mukavemetinde büyük artışlar sergiledi.
Özet (Çeviri)
Recent technological advances rendered additive manufacturing (AM) a disruptive technology for the development and manufacturing of next generation complex parts and lightweight structures. AM of polymeric parts is widely applicable to structural parts ranging from load bearing components to impact absorbing structures. Digital Light Synthesis (DLS) is a recently developed technique that enables the reliable, fast and accurate AM of a wide range of polymeric materials. DLS is especially effective in producing lattice parts – three-dimensional open-cell structures composed of repeating unit cells. This thesis investigates elastomeric polyurethane (EPU) lattice parts produced by DLS and characterizes their mechanical properties. Initial characterization of fully dense EPU demonstrated the nonlinear hyperelastic behavior of this material combined with high elongation at fracture and excellent recovery. A combination of Ogden model and Prony series successfully described the visco-hyperelastic behavior. Next, octet-truss, BCC+CP, and cubic type lattice structures were produced and their energy absorption performances under quasi-static compression were characterized. In general, Octet-truss structures provided a more reliable and effective architecture for absorbing energy due to the balancing effects of buckling and stretching. Accurate control of the truss diameter provided means for tuning the peak stress and energy absorbance capacity of the lattice geometries for the requirements of a wide range of applications. Overall, the findings demonstrated the great potential of the EPU and the DLS technique for the design and implementation of energy-absorbing structures. Additionally, through combining the excellent capabilities of DLS 3D printing method and another type of resin, namely the rigid polyurethane RPU 70, with a novel approach of depositing NiCo (Nickel, Cobalt) metallic alloy, the feasibility of hybrid production of metal-polymer lattice structures was demonstrated. Metal plated polymer honeycomb structure exhibited orders of magnitude increase in compression strength.
Benzer Tezler
- Mechanical behaviour of polymeric lattice structures produced by additive manufacturing
Eklemeli imalat ile üretilen polimer kafes yapıların mekanik davranışı
ŞÜKRÜ GÜRAY KALAYCIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
- Negatif Poisson oranına sahip bir mikro-kafes yapının tasarımı ve analizi
Design and analysis of a micro-lattice structure with negative Poisson' s ratio
ASLI IŞILTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Farklı çekirdek konfigürasyonuna sahip sandviç yapıların tasarımı, üretimi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Design, production and investigation of mechanical properties of sandwich structures having different core configurations
ERMAN ZURNACI
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÖKKAYA
- Bor minerallerinin flotasyonunda şlamın etki mekanizması
Mechanism of slime coating in the flotation of boron menerals
İLHAN GÜLGÖNÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. YALÇIN KAYTAZ
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU