Geri Dön

Biyomimetik yaklaşıma dayalı ayakkabı tabanlığı tasarımlarının sonlu elemanlar yöntemi ile analizi

Analysis of shoe sole designs based on biomimetics approach using finite element method

PDF İndir

  1. Tez No: 863909
  2. Yazar: BÜŞRA EREN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN ÇELİK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Biyomimikri, Biyomimetik, Ayakkabı Tabanlığı, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Biomimicry, Biomimetic, Shoe Insoles, Finite Elements Method
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Amaç: Biyomimetiğe dayalı ayakkabı tabanlıkları tasarlanmıştır. Tasarımlar için sonlu elemanalar yöntemi kullanılmış olup ortaya çıkan analiz sonuçlarının ayakkabı tabanlığı için konfor faktörü ön plana çıkarılarak yorumlanması amaçlanmıştır. Yöntem: Bu çalışmada biyomimetik ve ayakkabı tabanlığı hakkında literatür araştırması yapılmıştır. Yapılan araştırmalar neticesinde biyomimetik yaklaşıma dayalı ağaç kurbağası, gül modeli ve düz model ayakkabı tabanlıkları tasarlanmıştır. Tasarımlar sonlu elemanlar yöntemi ile deplasman, deformasyon ve gerilme gibi değerlerine bakılarak yorumlanmıştır. Bulgular: Biyomimetik yaklaşıma dayalı ağaç kurbağası ve gül modeli ayakkabı tabanlıkları tasarlanmıştır. Tasarımlar düz model ayakkabı tabanlığı ile kıyaslanarak düz modelde arka ayak topuk bölgesi, orta ayak dışa bakan kısmı ve ön ayak parmak başlangıç sınırı ile orta ayak başlangıç bölgesinin arasında kalan alan, yüksek gerilme bölgesi ve yüksek deformasyon bölgesi olarak değerlendirilmiştir. Ağaç kurbağası ayakkabı tabanlığı modelinin daha geniş yüzeylere basması sebebiyle taban kısmında daha az gerilmeler meydana geldiği görülmüştür. Gül ayakkabı tabanlığı modelinde ise lokal bir iki noktada daha yüksek gerilmeler görülse de gerilmelerin çok daha eşit bir biçimde dağıldığı görülmüştür. Uygulanan gerilme ve deformasyon sonrasında gül modelde max gerilme diğer modellere göre daha fazla çıkmıştır. Gül modelinin tasarımındaki desenlerin daha küçük olması sebebiyle yere basan yüzey alanı azaldığı için tabanda ki gerilme artmıştır. Bununla birlikte gül modelinin max deformasyonu ağaç kurbağası modeline göre daha az çıkmıştır. Yani ağaç kurbağası tasarımındaki taban dişlerinin asimetrik, diş derinliklerinin daha fazla olması gerilmelerin lokal bölgelerde daha yüksek olmasına ve aşınmanın artmasına sebebiyet vermiştir. Ayrıca uygulanan deplasman sonrasında ağaç kurbağası tasarım modelinin diğer modellere göre daha düşük reaksiyon kuvveti uyguladığı matematiksel modellerle ortaya konmuştur. Sonuç: Yapılan analizler sonucunda gül ayakkabı tabanlığının tasarımının daha lineer olması ve yuvarlak dişlerinin olması sebebiyle tabanda gerilmelerin daha geniş bölgelere yayılan bir dağılım gösterdiği dikkat çekmektedir. Gerilmenin daha geniş yüzeye dağılması sebebiyle bu tasarımda ayak konforu için tercih edilebilir bir modeldir. Aynı deplasman değerlerinde en düşük reaksiyon kuvveti gösteren ağaç kurbağası tasarımının ayak konforu açısından rahatlığın istenildiği durumlarda tercih edilerek kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Düz modelin ayak konforu açısından daha kötü bir yapıda olduğu değerlendirilmektedir.

Özet (Çeviri)

Purpose: Shoe insoles were designed based on biomimetics. Finite element method was used for the designs and it was aimed to interpret the results of the analysis by emphasizing the comfort factor for the shoe insoles. Method: In this study, literature research on biomimetics and shoe insoles was conducted. As a result of the researches, tree frog, rose model and flat model shoe insoles based on biomimetic approach were designed. The designs were interpreted by using the finite element method by looking at values such as displacement, deformation and stress. Findings: Tree frog and rose model shoe insoles were designed based on biomimetic approach. The designs were compared with flat model shoe insoles and the heel area of the rearfoot, the outward facing part of the midfoot and the area between the forefoot toe start boundary and the midfoot start area were evaluated as high stress zone and high deformation zone in the flat model. It was observed that less stresses occurred in the sole part of the tree frog shoe insoles model due to the fact that it stepped on wider surfaces. Although higher stresses were observed at one or two local points in the rose insole model, it was observed that the stresses were distributed much more evenly. After the applied stress and deformation, the max stress in the rose model was higher than the other models. Since the patterns in the design of the rose model are smaller, the stress at the base has increased due to the reduced surface area on the ground. However, the max deformation of the rose model was less than the tree frog model. In other words, the fact that the base teeth in the tree frog design are asymmetrical and the tooth depths are greater caused the stresses to be higher in localized areas and increased wear. In addition, after the applied displacement, it was revealed by mathematical models that the tree frog design model applied lower reaction force than the other models. Results: Tree frog and rose model shoe insoles were designed based on biomimetic approach. The designs were compared with flat model shoe insoles and the heel area of the rearfoot, the outward facing part of the midfoot and the area between the forefoot toe start boundary and the midfoot start area were evaluated as high stress zone and high deformation zone in the flat model. It was observed that less stresses occurred in the sole part of the tree frog shoe insoles model due to the fact that it stepped on wider surfaces. Although higher stresses were observed at one or two local points in the rose insole model, it was observed that the stresses were distributed much more evenly. After the applied stress and deformation, the max stress in the rose model was higher than the other models. Since the patterns in the design of the rose model are smaller, the stress at the base has increased due to the reduced surface area on the ground. However, the max deformation of the rose model was less than the tree frog model. In other words, the fact that the base teeth in the tree frog design are asymmetrical and the tooth depths are greater caused the stresses to be higher in localized areas and increased wear. In addition, after the applied displacement, it was revealed by mathematical models that the tree frog design model applied lower reaction force than the other models.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    874309

    Giysi tasarımında biyomimesisin incelenmesi ve biyomimetik yaklaşımla bir tasarım önerisi

    An investigation of biomimesis in clothing design and a design proposal with a biommimetic approach

    ÖZLEM BİRAY AKINCI DİKİŞ

    Sanatta Yeterlik

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Giyim EndüstrisiHaliç Üniversitesi

    Tekstil ve Moda Tasarımı Ana Sanat Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEHRA DOĞAN SÖZÜER

  2. Tez No

    887325

    Brain-inspired cortical-coding algorithm for multimedia processing

    Multimedya işlemek için beyinden esinlenilmiş kortikal kodlama algoritması

    AHMET EMİN ÜNAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BURAK BERK ÜSTÜNDAĞ

  3. Tez No

    742077

    Selection, design & applications of solid binding peptides for controlled biomineralization

    Kontrollü biyomineralizasyon için katı yüzeylere bağlanan peptitlerin seçimi, tasarımı ve uygulamaları

    MUSTAFA GÜNGÖRMÜŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    BiyomühendislikUniversity of Washington

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET SARIKAYA

  4. Tez No

    753295

    Beyond sustainability: Design strategies for regenerative architecture based on biomimicry

    Sürdürülebilirliğin ötesinde: Rejeneratif mimarlık için biyomimikriye dayalı tasarım stratejileri

    ABDALILAH ELCARUŞE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    MimarlıkBahçeşehir Üniversitesi

    Mimarlık Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH CEYLAN

  5. Tez No

    651457

    Elektrokimyasal impedimetrik sensörlerin geliştirilmesi ve uygulamaları

    Development of electrochemical impedimetric sensors and applications

    YEŞİM TUĞÇE YAMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    KimyaHacettepe Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERDAR ABACI

Geri Dön