Experimental and numerical investigation of mechanical properties of additively manufactured auxetic structures
Eklemeli imalatla üretilmiş ökzetik yapıların mekanik özelliklerinin deneysel ve sayısal incelemesi
- Tez No: 756864
- Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER EVİS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Auxetic malzemeler, Kafes yapılar, Katmanlı üretim, Poisson dağılımı, Auxetic materials, Truss structures, Additive manufacturing, Poisson distribution
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez kapsamında literatürdeki farklı kafes yapılarının konfigürasyonu ile iki yeni birim hücre tasarımı oluşturulmuş ve günümüzdeki popüler eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan 3 boyutlu yazdırma yöntemi ile üretimleri gerçekleştirilmiştir. Çeşitli parametrelerle tasarlanmış olan birim hücreler baz alınarak çekme ve basma numuneleri üretilmiş ve üretilen numunelerdeki kafes yapıların mekanik özellikleri ve eklemeli imalat alanındaki uygulanabilirlikleri araştırılmıştır. Polimer bazlı malzemeler 3D baskı teknolojisinin temel malzemesi olarak kabul edilse de titanyum ve alaşımları eklemeli imalat gibi çeşitli mühendislik uygulamalarında da kullanılabilmektedir. Bu kapsamda PLA ve Ti6Al4V alaşımı kullanılarak numunelerin üretimi gerçekleştirilmiş, üretilen numuneler çekme ve basma testlerine tabi tutulmuş ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Daha sonra numunelerin mikroyapıları Mikrosertlik, SEM, FTIR, XRD, TGA ve DSC analizleri ile incelenmiştir. Ayrıca Sonlu Elemanlar Analizi ile numunelerin çekme ve basma testleri bilgisayar ortamında simüle edilerek deneysel sonuçlarla karşılaştırmaları yapılmıştır. Bu tez çalışmasında, birim hücreyi oluşturan dallar arasındaki açı azaldıkça birim hücrenin çekme ve basınç dayanımının arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca birim hücreyi oluşturan dalların kalınlık değerlerindeki artışın birim hücrenin çekme ve basınç dayanım değerlerinde de artışa yol açtığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, two novel unit cell designs were constituted by combining different auxetic structures in literature, and they were produced via the 3D printers, which is one of the most popular additive manufacturing methods nowadays. Based on the unit cells produced with various parameters, tensile and compression samples were manufactured and the mechanical properties of auxetic structures and their feasibility in the field of additive manufacturing were investigated. Although polymer-based materials are accepted as the base material of 3D printing technology, titanium and its alloys can also be used in various engineering applications such as additive manufacturing. In this context, the production of the samples was carried out using PLA and Ti6Al4V alloy, the specimens were subjected to tensile and compression tests, and their mechanical properties were investigated. Afterward, the microstructures of the samples were investigated by means of microhardness, SEM, FTIR, XRD, TGA, and DSC analyses. Furthermore, with Finite Element Analysis, the tensile and compression tests of the samples were simulated in the computer environment and their comparisons with the experimental results were also carried out. In this thesis study, it was observed that the tensile and compressive strength of the unit cell increased as the angle between the branches forming the unit cell decreased. Furthermore, it was also achieved that the increase in the thickness values of the branches constituting the unit cell also leads to an increase in the tensile and compressive strength values of the unit cell.
Benzer Tezler
- Eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiş Ti-6Al-4V alaşımının yüksek gerinme hızlarındaki davranışının deneysel ve sayısal yöntemler ile incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the behavior of additively manufactured Ti-6Al-4V alloy under high strain rates
FIRAT MEMU
Doktora
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ DURLU
DR. HAKAN HAFIZOĞLU
- Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques
Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi
KADİR GÜNAYDIN
Doktora
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE
- Investigation of mechanical and fracture behaviors of additively manufactured polymeric lattice materials
Eklemelı imalat ile üretılen polımerık kafes yapıların mekanık ve kırılma davranışlarının incelenmesı
BAHMAN PAYGOZAR
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECEP MUHAMMET GÖRGÜLÜARSLAN
- A study on the wire arc additive manufacturing of duplex stainless steel plates: Optimization of process parameters and investigation of mechanical properties
Tel ark eklemeli imalat yöntemiyle dubleks paslanmaz çelik plaka üretiminde proses parametrelerinin optimizasyonu ve plaka mekanik özelliklerinin incelenmesi
HASSAN A.H. SAADAWI
Doktora
İngilizce
2022
Mühendislik BilimleriAtılım ÜniversitesiMühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Tasarımı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN KONCA
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAZIM TUR
- Investigation of mechanical and fracture behaviors of additively manufactured polymeric lattice materials
Eklemeli imalat ile üretilen latis malzemelerin yapı-özellik ilişkilerinin kırılma mekaniğine bağlı olarak incelenmesi
BAHMAN PAYGOZAR
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECEP MUHAMMET GÖRGÜLÜARSLAN