Additive manufacturing of over-expanded honeycomb core lattice structures and their characterization
Aşırı genişletilmiş bal peteği kafes yapıların eklemeli imalatı ve mekanik karakterizasyonu
- Tez No: 896899
- Danışmanlar: PROF. ZAFER EVİS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Aşırı genişletilmiş bal peteği (over-expanded honeycomb) yapılarına benzeyen kafes yapıların deneysel ve simülasyon analizleri, bu kafes yapıların birim hücreleri için farklı parametreler belirlenerek gerçekleştirilmiştir. Tezin ilk bölümünde, aşırı genişletilmiş bal peteği yapılarına benzeyen ve eklemeli imalat yöntemi kullanılarak üretilen kafes yapılar, çeşitli parametreler için mekanik özellikler açısından incelenmiştir. Numunelerin boyutları aynı kalmasına rağmen birim hücre boyutları ve diğer birim hücre parametreleri değiştirildi. Test numuneleri üç farklı hücre boyutuna, üç farklı hücre kenarı kalınlığına ve üç farklı hücre açısına göre tasarlandı. Bu nedenle 27 farklı düzlemsel kafes yapısı tasarlandı ve 27 farklı kafes yapısının her biri için 3 boyutlu yazıcıyla kaynaşık biriktirme modelleme (FDM) yöntemi kullanılarak 5'er örnek üretildi. Test numunesinin üretiminde polilaktik asit (PLA), literatürde sıklıkla kullanılması, kolay temin edilebilmesi ve çevre dostu bir malzeme olması nedeniyle tercih edilmiştir. Test numunelerinin tamamı basma yüküne tabi tutulmuş ve parametre değişikliklerinin akma dayanımı ve esneklik katsayısı gibi mekanik özellikler üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Tezin ikinci bölümünde aynı test numunelerinin sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Sonlu elemanlar analizi kullanılarak numunelerin akma dayanımının ve esneklik katsayısı yanı sıra Poisson oranları hesaplanmıştır. Sonuçlara göre deneyler ve sonlu eleman modelleri benzer çıktılar vermektedir. Çıktılardan biri, hücre boyutunun azaltılması ve hücre kenarlarının kalınlığının arttırılmasının, her bir hücre açısı için kafes yapılarının mukavemetini arttırmasıdır. Çıktılardan ikincisi, açının arttırılmasının aynı zamanda mukavemeti ve esneklik katsayısını da arttırmasıdır. Çıktılardan sonuncusu birim hücrelerin 0° ve 90° açılı yapılarının ökzetik özellikler gösterdiği, birim hücrelerin 45° açılı yapılarının ökzetik olmayan özellikler gösterdiğidir.
Özet (Çeviri)
Experimental and simulation analyses of the lattice structures resembling an over-expanded honeycomb core material were performed for different parameters for unit cells of the structures. In the first part of the thesis, the lattice structures produced using an Additive Manufacturing (AM) method resembling an over-expanded honeycomb core material were examined regarding their mechanical properties across various parameters. Although the size of the samples or test specimens are kept the same, the unit cell sizes and parameters were changed. Test specimens were designed according to three different cell sizes, three different thicknesses of cell edges and three different cell angles. Therefore, 27 different planar lattice structures were designed, and 5 samples were manufactured for each of the 27 different lattice structures by 3D printer using the Fused Deposition Modelling (FDM) method. Polylactic acid (PLA) was preferred for manufacturing the test specimens, because it is frequently used in literature, is easily available, and is an environmentally friendly material. All the test specimens were subjected to compressive load and parameter changes' effect on mechanical properties such as yield strength and Young's modulus were analyzed. In the second part of the thesis, FE analyses of the same test specimens were performed. Different from yield strength and Young's modulus, Poisson's ratios of the specimens were calculated by using FE analysis. According to the results, experiments and the FE models give similar outputs. One of the outputs is that decreasing the cell size and increasing the thickness of the cell edges enhance the strength of the lattice structures for each cell angle. The second of the outputs is that increasing the angle also increases the strength and Young's modulus. The last one of the outputs is that the structures with 0° and 90° angles of the unit cells show auxetic features, whereas the structures with 45° angles of the unit cells show non-auxetic features.
Benzer Tezler
- Sandviç yapılı kompozit pervane pallerinde çekirdek malzemenin mekanik davranışlara etkisi
The effect of core material on mechanical behavior in sandwich composite propeller blades
GÜRCAN CANBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEREM ALTUĞ GÜLER
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURÇİN ÖZBAY KISASÖZ
- 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
- 4D printing of body temperature responsive hydrogels with self-healing and shape-memory abilities
Kendi kendini onarma ve şekil hafıza özelliklerine sahip vücut sıcaklığına duyarlı hidrojellerin dört boyutlu baskısı
GAMZE AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ OKAY
DR. TURDİMUHAMMAD ABDULLAH
- Synthesis of titanium-based powders from machining waste by using the hydrogenation-dehydrogenation method
Hidrojenasyon-dehidrojenasyon yöntemi kullanılarak talaşlı imalat atıklarından titanyum bazlı tozların sentezlenmesi
ZEYNEP ÇUHADAROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AZİZ GENÇ
DR. MERTOL GÖKELMA
- Hoparlör ızgarasının akustik davranışa etkisinin incelenmesi
Investigation of the acoustic effect of the loudspeaker grille
ALİ BEKİR KILIÇKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL