Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen parçalarda rassal titreşim tabanlı topoloji optimizasyonu
Topology optimization design for additively manufactured parts based on random vibration
- Tez No: 776722
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Eklemeli üretim, Rassallık, Topoloji optimizasyonu, Random, Topology optimization
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen bor karbürle (B4C) kaplanmış AISI 316L paslanmaz çeliğin aşınma ve korozyon performansının incelenmesi
Investigation of wear and corrosion performance of boron carbide (B4C) coated AISI 316L stainless steel produced by additive manufacturing
MURAD KHALIGOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZGÜR ÖTEYAKA
- 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
2020
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF KAYNAK
- 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
2022
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAVUZ KAPLAN
- Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen ınconel 718 parçalarının üretim süreçlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi ve deneysel doğrulanması
Modeling of the production processes of inconel 718 parts produced by the selective laser melting method with the finite element method and experimental verification
NEDİM SUNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF KAYNAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA SAFA YILMAZ
- Ti-6Al-4V alaşımının tel ark eklemeli imalat sürecinin modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of the wire arc additive manufacturing process of Ti-6Al-4V alloy
MUSTAFA ÇAĞRI ÖZKADER
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiHitit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ BAYKASOĞLU
DOÇ. DR. ÖNCÜ AKYILDIZ