Utilizing additive manufacturing for designing aerospace components via topology optimization
Topoloji optimizasyonu yoluyla bir havacılık komponentinin tasarlanması için katmanlı üretimin kullanılması
- Tez No: 842606
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN SAİM DİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Enerji Teknolojileri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Katmanlı İmalat (AM), birçok endüstride hızla yaygınlaşmakta ve avantajlarıyla geleneksel üretim yöntemlerine alternatif olmaya başlamaktadır. Tek başına bir imalat yöntemi olmayacaktır fakat her geçen gün artan malzeme çeşitliliğiyle birlikte, özellikle karmaşık şekillerin üretiminde oldukça önemli rol almaktadır. AM teknolojisi geliştikçe Topoloji Optimizasyon (TO) programlarının önemi de artmaktadır. Belirli bir yük, sınır koşulları ve kısıtlamalar kümesi için belirli bir tasarım uzayı içinde malzemelerin düzenlenmesini optimize eden matematiksel bir yöntem olan TO ile daha hafif ve daha güçlü parçalar tasarlanabilirken, bu tasarımlardan bazıları geleneksel imalat yöntemlerine uygun geometrilerde değillerdir. Günümüzde mekanik tasarım mühendisleri AM ile birlikte TO imkanlarından daha fazla yararlanılabilmektedir. Bu çalışmanın amacı bir turbodizel havacılık motorunda kullanılan braket parçalarının AM ile üretilebilecek bir şekilde TO analiz çalışması yapılmasıdır. Çalışma kapsamında braketlere öncelikle mevcut durumlarıyla mukavemet analizi yapılmıştır. Sonrasında iki adet braket parçası, tek parça olacak şekilde TO analizleri yapılmıştır. Aynı zamanda parçanın ağırlığının düşmesi fakat dayanımının azalmaması beklenmiştir. Elde edilen optimize parçaya karşılaştırma amaçlı tekrar mukavemet analizi yapılmıştır. Braketlerin analiz çalışması ANSYS Workbench aracılığıyla yapılmıştır. Çalışma sonucunda daha hafif, kolay montajlanabilir, AM ile imal edilebilir, iki parça yerine tek parça olan braket tasarımı yapılmıştır ve tasarımın, optimize edilmemiş geometriye göre mukavemet açısından bir eksiğinin olmadığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Additive Manufacturing (AM) is rapidly becoming widespread in many industries and starting to be an alternative to traditional production methods with its advantages. AM will not be a production method on its own, but with the increasing variety of materials, it plays a very important role in the production of especially complex shapes. As AM technology develops, the importance of Topology Optimization (TO) softwares also increases. While lighter and stronger parts could be designed with TO, a mathematical method that optimizes the arrangement of materials within a given design space for a given set of loads, boundary conditions and constraints, some of these designs could not be in a geometry to be manufactured with traditional manufacturing methods. Nowadays, mechanical design engineers can make more use of TO opportunities with AM. The aim of this study is to analyze the bracket parts used in a turbodiesel aviation engine in a way that can be produced with AM. Within the scope of the study, first of all, static structural analysis of the brackets was made with their current condition. Then, TO analyzes were made as two bracket pieces as one piece. Besides it was expected that the weight of the part would decrease without affecting its strength. Static structural analysis was performed again for the purpose of comparison on the obtained optimized part. The analysis of the brackets was conducted via ANSYS Workbench. As a result of the study, a lighter, easily mountable, via AM can be manufactured, one-piece bracket design has been made instead of two parts, and it has been shown that the design does not have a weakness in terms of strength compared to the non-optimized geometry.
Benzer Tezler
- Çift yönlü evrimsel topoloji optimizasyonu yöntemi ile bir motor braketinin doğal frekanslarinin en iyileştirilmesi
Maximization of natural frequencies of an engine bracket with bidirectional evolutionary topology optimization method
YİĞİT OKUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET BALKAN
- Investigation of effects of infill pattern on fatigue life of 3d printed composite
3D baskılı kompozitin yorulma ömrü üzerine dolgu deseninin etkilerinin incelenmesi
JACKSON SAABA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAMİT TEKİN
- Kütahya'nın seçilen ilçeleri için rüzgar potansiyelinin değerlendirilmesi ve teknik analizi
Investigation of hole quality in drilling of parts produced with hole features by additive manufacturing
MURAT ERTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiKütahya Dumlupınar Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR KOŞAR
- Ekstrüzyona dayalı yapımda yeniden yapılandırma süreçleri için kavramsal bir çerçeve
A conceptual framework for the reconfiguration processes in extrusion-based making
HÜLYA ORAL KARAKOÇ
Doktora
Türkçe
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERYEM BİRGÜL ÇOLAKOĞLU
- Yaparak öğrenme ve dijital fabrikasyonun kesişimi: Kendi aracını tasarlamak
The intersection of learning by doing and digital fabrication: Designing your own tool
EKİN ÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMA ALAÇAM