Composite material reinforced rod design for hydraulic actuators
Hidrolik eyleyiciler için kompozit malzeme takviyeli rod tasarımı
- Tez No: 935632
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGEN ÜMİT ÇOLAK ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 54
Özet
Hidrolik eyleyiciler; ağır sanayiden denizcilik sektörüne, otomotivden havacılık ve robotik alanlarına kadar oldukça geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılmaktadır. Bu tip eyleyicilerin, görece küçük hacimleriyle büyük yükleri kaldırabilmeleri, tek bir motor yardımıyla birden fazlasının hidrolik olarak beslenebilmesi ve yüksek hassasiyetle kontrol edilebilmeleri gibi özellikleri, onları modern mühendislik uygulamaları için vazgeçilmez hale getirmiştir. Son yıllarda özellikle havacılık, uzay teknolojileri ve robotik gibi ileri teknoloji gerektiren sektörlerde, her bir parçanın hem maksimum dayanım sağlayacak hem de minimum ağırlıkta olacak şekilde tasarlanması büyük önem arz etmektedir. Komponentlerin kütlesel olarak hafifletilmesi aynı koşullar altında daha az enerji kullanımı anlamına gelecektir. Bu gereksinimler doğrultusunda, hidrolik eyleyicilerin de yapısal olarak optimize edilmesi gerektiği ortaya çıkmış ve bu kapsamda kompozit malzeme uygulamaları giderek daha fazla ilgi görmeye başlamıştır. Bu çalışmada ise, hidrolik eyleyicilerin literatürde görece daha az incelenmiş bir bileşeni olan rod (mil) kısmı ele alınmış ve bu bileşenin kompozit malzeme ile güçlendirilerek yeniden tasarlanması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, kompozit malzeme kullanımının getirdiği avantajlar kadar, ürünün fonksiyonelliğine yönelik toleranslamaların sağlanamaması ile imalat proseslerinde oluşan zorluklar gibi bazı önemli dezavantajlarına da dikkat çekilmiş; bu olumsuzlukları azaltmaya yönelik çözüm önerileri geliştirilmiştir. Kompozit esaslı yeni tasarım için özgün bir üretim yöntemi kurgulanmış ve montaj sıralamaları detaylandırılmıştır. Tasarımı yapılan ürünün işletme sırasında maruz kalabileceği olası yük durumları belirlenmiş, bu doğrultuda tasarımın güvenilirliği çeşitli hata analiz yaklaşımları kullanılarak test edilmiştir. Ayrıca, kullanılan farklı hata analizi yöntemlerinin tasarım boyutlandırmasına olan etkisi tartışılmış, bu yöntemlerin seçimindeki mühendislik yaklaşımı ortaya konmuştur. Son olarak, önerilen tasarımın uygulanabilirliği; üretilebilirlik, maliyet-etkinlik ve ilk yatırım gereklilikleri gibi yönlerden objektif biçimde analiz edilmiştir. Olası bir prototipleme süreci için gerçekleştirilmesi gereken deneysel testler sıralanmış ve gelecekteki çalışmalara ışık tutacak önerilerle çalışma tamamlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Hydraulic actuators are widely used in industries ranging from heavy machinery and marine applications to automotive, aerospace, and robotics. Their ability to lift heavy loads within compact dimensions, supply multiple actuators through a single motor, and offer precise control make these actuators indispensable. In modern industries such as aerospace, aviation, and robotics, where each component is required to have maximum strength and minimum weight, reducing weight not only lowers the energy required for the same working conditions but also allows the system to perform more useful work. Hydraulic actuators are no exception, leading to the exploration of composite applications aimed at minimizing their weight. In this study, the rod section that is a relatively less explored component of hydraulic actuators in the literature has been examined, with the aim of redesigning it by reinforcing the structure with composite materials. Alongside the advantages of using composite materials, the study also highlights several significant drawbacks, such as difficulties in achieving functional tolerances and challenges in manufacturing processes. To address these issues, potential solutions have been proposed. A novel manufacturing method has been devised for the composite-based design, and detailed assembly sequences have been developed. The possible loading conditions that the redesigned component may encounter during operation have been evaluated using analytical methods. Accordingly, the reliability of the design has been tested through various failure analysis approaches. Furthermore, the influence of different failure analysis methods on the dimensional design has been discussed, and the engineering rationale behind the selection of these methods has been presented. Finally, the feasibility of the proposed design has been objectively analyzed in terms of manufacturability, cost-effectiveness, and initial investment requirements. A set of experimental tests required for a potential prototyping phase has been outlined, and the study concludes with suggestions to guide future research.
Benzer Tezler
- Niyobyum borür katkılı Al5Si hibrit tozların ve kompozitlerin mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme yöntemleriyle geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Developing and characterization of niobium boride reinforced Al5Si hybride powders and composites with mechanical alloying and pressureless sintering methods
EZGİ BURCU ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Boyu ayarlanabilir termoplastik kompozit rod üretiminin araştirilmasi
Investigation of the production of adjustable length thermoplastic composite rods
KAMRAN SAMET
Doktora
Türkçe
2025
Bilim ve TeknolojiGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇETİN KARATAŞ
DOÇ. DR. HARUN KOÇAK
- Magnezyum esaslı karbon nanotüp ve seryum takviyeli nanokompozit malzeme geliştirilmesi ve özelliklerinin araştırılması
Development of Mg based carbon nanotubes and cerium reinforced nano composites and research of their properties
FATMA NAZLI SARI
Doktora
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BAKİ KARAMIŞ
- Mekanik alaşımlama süreçleriyle MoS2-grafit katı yağlayıcı katkılı Fe-C esaslı kompresör parçalarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of iron based and MoS2, graphite solid lubricant reinforced compressor parts synthesized by mechanical alloying
MERVE UYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU