Computational parametric analyses of energy absorption capacities of different lattice structures
Farklı kafes yapıların enerji soğurma kapasitelerinin hesaplamalı parametrik analizi
- Tez No: 915995
- Danışmanlar: PROF. DR. ERCAN GÜRSES
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Bu tez çalışmasında üç farklı kafes yapının enerji soğurma kapasiteleri değişken parametrelere bağlı olarak hesaplanmıştır. Kullanılan üç kafes yapısı altıgen, girintili ve kiral birim hücreler kullanılarak oluşturulmuştur. Her model için beş farklı parametrik çalışma yapılmış olup bu çalışmalar bölgesel kalınlık değişimlerinden, birim hücrelerin açı değişimlerinden ve birim hücrelere eleman eklenmesinden oluşturulmuştur. İlk çalışma her modeldeki ağırlık sabit tutularak yatay ve dikey kenarların kalınlıklarının birbirne göre değişimlerinden ortaya çıkmıştır. İkinci ve üçüncü çalışma yine ağırlık sabit tutularak birim hücrelere yatay ve dikey elemanlar ekleyip modelin bölgesel kalınlıklarının değişmesiyle oluşturulmuştur. Dördüncü çalışmada birim hücrelerin açıları değiştirilmiş, kalınlıkları sabit tutulmuştur. Bu durumda ağırlık sabit kalmıştır ancak bağıl yoğunluk değişmiştir. Beşinci çalışmada ise birim hücrelerin açıları değiştirilirken kalınlıkları da değiştirilmiştir. Bu durumda ise ağırlık modelden modele değişkenlik gösterirken bağıl yoğunluk sabit tutulmuştur. Oluşturulan tüm modellerin sıkışma analizleri ABAQUS/Explicit yardımıyla yapılmış, analiz sonuçlarından yapıların tepki kuvvetleri ölçülmüştür. Ölçülen tepki kuvvetlerinden yapıların gerilim-gerinim eğrileri çıkartılıp bu eğriler üzerinden yoğunlaşma gerinimleri, kritik gerilim değerleri ve plato gerilimleri hesaplanmıştır. Bu değerlerin sonucunda her yapı için enerji soğurma kapasiteleri parametrelere bağlı olarak karşılaştırılmıştır. Tepki kuvvetlerine ek olarak yapının farklı gerinim değerlerindeki Poisson oranları hesaplanmıştır. Parametre değişimlerinin Poisson oranlarına ektisi ve Poisson oranları ile enerji soğurma kapasiteleri arasındaki ilişki incelenmiştir. Her model için enerji soğurma kapasitelerinin en yüksek olduğu yapılar çıkarılmıştır. Poisson oranı sıfıra yakın olan yapıların çoğu durumda aynı zamanda en yüksek enerji soğurma kapasitesine sahip olan yapılar olduğu orataya çıkmıştır. Latis yapıların enerji soğurma kapasitelerini arttırmak için bu sonuç önemli olacaktır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the energy absorption capacities of three different lattice structures were calculated depending on variable parameters. The three lattice structures were created using hexagonal, re-entrant, and chiral unit cells. Five different parametric studies were conducted for each model by making thickness changes, angle changes of unit cells, and adding elements to unit cells. The first study engendered changes in the thickness of the horizontal and vertical edges relative to each other while keeping the weight in each model constant. The second and third studies were created by adding horizontal and vertical elements to the unit cells and changing their thickness, keeping the weight constant. In the fourth study, the angles of the unit cells were altered, and their thickness was kept constant. The weight remained steady in this case, but the relative density changed. In the fifth study, while the angles of the unit cells were changed, their thickness was also changed. In this case, while the weight varied from model to model, the relative density was kept constant. Compression analyses of all created models were conducted in mode with ABAQUS/Explicit. Then, force-displacement and stress-strain curves of the structures are generated. The locking strains, critical stresses, and plateau stresses were calculated from these curves. These values were then used to compare the energy absorption capacities for each structure, depending on the parameters. The Poisson's ratios at different strain values were computed, the effects of parameter changes on Poisson's ratios were examined, and the relationship between Poisson's ratios and energy absorption capacities was investigated. The structures with the highest energy absorption capacities were identified for each model. Interestingly, in most cases, the structures with Poisson's ratio close to zero also have the highest energy absorption capacity. This finding has significant implications for designing and optimizing lattice structures for energy absorption.
Benzer Tezler
- Oluklu sandviç kompozitlerin çekirdek yapısının elastik sabitler açısından incelenmesi
Investigation of sandwich structures with corrugated core in terms of elastic constants
ALPER ONUR GÜLŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Doğrudan ateşlemeli, kanatlı borulu ısı değiştiricinin modellenmesi
Modelling of a direct fired, finned tube heat exchanger
MUHAMMED OĞUZHAN ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İ. YALÇIN URALCAN
- Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques
Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi
KADİR GÜNAYDIN
Doktora
İngilizce
2020
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE
- Absorbsiyonlu soğutma sistemlerinin performans analizi ve optimizasyonu
Performance analysis and optimization of absorption refrigeration system
AYBARS KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASİN ÜST