Geri Dön

Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen parçalarda rassal titreşim tabanlı topoloji optimizasyonu

Topology optimization design for additively manufactured parts based on random vibration

  1. Tez No: 776722
  2. Yazar: MERVE YILDIZ BOZER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 83

Özet

Eklemeli imalat yöntemleri, tasarımdaki esneklik ve çoklu malzemelerden oluşan parçaların imal edilebilmesini mümkün kılmasından dolayı önemli birçok endüstri alanında kullanılmaktadır. Bu teknoloji hayatımıza girdiğinden beri tasarım yaklaşımı da değişmektedir. Mühendislikte kullanılan yapıların statik ve dinamik kuvvetler etkisi altındaki tepkileri tasarım aşamasında büyük bir öneme sahiptir. Topoloji optimizasyonu bu doğrultuda devreye girmektedir. Optimizasyon çalışmaları sayesinde karmaşık geometrili, ağırlığı azaltılmış ve istenen mekanik özelliklere sahip parça üretmek mümkündür. Deniz araçlarının seyri boyunca yapı üzerine birçok yük biner. Bu yüklerden kaynaklanan titreşimler kaçınılmazdır. Mekanik titreşimler, deniz araçlarında bulunan antenlerin ve anten alt sistemlerinin çalışma performansında olumsuz etkiler yaratmaktadır. Eklemeli imalat yöntemi ile karmaşık geometrili ve kritik öneme sahip radar anten yapılarını ve bağlantı braketlerini imal etmek mümkündür. Bu tez çalışmasının amacı, eklemeli imalat yöntemi kullanılarak üretilen yapılarda rassal titreşim tabanlı topoloji optimizasyon analizleri yapmaktır. Antenin çalışma koşullarında maruz kaldığı titreşim yüklerini minimize etmek ve ağırlığı hafifletmek amacıyla topoloji optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. Optimizasyon analizleri ile %52 oranında hafifleme elde edilmiştir. Aynı zamanda kütle katılım faktörünün en yüksek olduğu 1. mod değeri orijinal yapıda 159 Hz iken, yeniden tasarlanan yapıda 251 Hz olarak bulunmuştur. Askeri standartlarda tanımlı dinamik yükler kullanılarak titreşim analizleri ve testleri yapılmıştır. Rassal titreşim analizleri sonucunda yapıda meydana gelen maksimum eşdeğer gerilme değeri orijinal durumda 10 MPa iken son durumda 4,2 MPa bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

Additive manufacturing methods are used in many important industrial areas due to the flexibility in design and the ability to manufacture parts made of multiple materials. Since this technology has entered our lives, the design approach has also been changing. The response of structures used in engineering under the influence of static and dynamic forces has a foremost importance in the design phase. Thanks to optimization studies, it is possible to produce parts with complex geometry, light weight and desired mechanical properties. During the cruise of the sea vehicles, many loads are placed on the structure. Vibrations caused by these loads are inevitable. Mechanical vibrations have negative effects on the working performance of antennas and antenna subsystems in marine vehicles. With the additive manufacturing method, it is possible to manufacture complex geometry radar antenna structures and connection brackets. The aim of this thesis is to perform random vibration-based topology optimization analyses on structures produced using the additive manufacturing method. The topology optimization method is used to minimize the vibration loads that the antenna is exposed to under operating conditions and to lighten the weight. With the optimization analysis, a reduction of 52% was obtained. At the same time, the 1st mode value with the highest mass participation factor was found to be 159 Hz in the original structure, while it was found to be 251 Hz in the redesigned structure. Vibration analyses and tests were performed using dynamic loads defined in military standards. As a result of random vibration analysis, the maximum equivalent stress value occurred in the structure was found to be 10 MPa in the original case and 4,2 MPa in the final case.

Benzer Tezler

  1. Eklemeli imalat yöntemiyle farklı cidar kalınlıklarında üretilen ınconel 718 alaşım malzemesine uygulanan ikincil işlemlerin malzemenin mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi

    The investigation of the effects of post-processing operations on mechanical characteristics of inconel 718 with various wall thickness produced by additive manufacturing

    YUSUF KARABULUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YUSUF KAYNAK

  2. Eklemeli imalat ve geleneksel imalat yöntemiyle üretilen Tİ6AL4V alaşımı parçaların tribolojik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the tribological properties of Tİ6AL4V alloy parts produced by additive manufacturing and traditional manufacturing method

    ABDULBAKİ YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    Makine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAVUZ KAPLAN

  3. Tasarım süreçlerinin prototipleme veya son ürün aşamalarında ürün gereksinimlerini etkileyen 3B baskı parametrelerinin optimizasyonu

    Optimization of 3D printing parameters that affect product requirements in prototyping or final product stages of design

    SERAP YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Endüstri Ürünleri TasarımıGazi Üniversitesi

    Endüstriyel Tasarım Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULLAH TOĞAY

  4. Effect of annealing on the mechanical properties of PLA parts produced by fused filament fabrication

    Isıl işlemin eriyik filament ile imalat yöntemiyle üretilmiş PLA parçaların mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi

    SENCER AYDIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ

  5. High temperature mechanical properties of ceramic dispersoid reinforced 17-4 PH stainless steel produced by selective laser melting

    Seçici lazer ergitme ile üretilmiş seramik dispersoid takviyeli 17-4 PH çeliğinin yüksek sıcaklık mekanik özellikleri

    ANDAÇ ÖZSOY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EDA AYDOĞAN GÜNGÖR