Damping strategies in additive manufacturing: hybrid materials, metamaterials and particle damping
Katmanlı üretimde sönümleme stratejileri:hibrit malzemeler, metamalzemeler ve parçacık sönümleme
- Tez No: 944167
- Danışmanlar: DOÇ. DR. POLAT ŞENDUR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Bu tez, titreşim kontrol uygulamaları için yapısal sistemlerde sönümleme performansını artırmaya yönelik yenilikçi stratejileri araştırmaktadır. Çalışma üç farklı yaklaşımı incelemiştir: Katmanlı imalat yöntemiyle üretilmiş üç yönlü periyodik minimal yüzeyler (TPMS) metal parçalarının silikon polimerlerle hibritleştirilmesi, TPMS yapıları ve viskoelastik polimerler kullanılarak metamaterial yapıların sınırlı tabakalı sönümleme (CLD) teknikleriyle entegrasyonu ve parçacık sönümleyicilerin hibrit bir hesaplama çerçevesi kullanılarak optimize edilmesi. Her bir yöntem, sonlu elemanlar modellemesi (FEM) ve deneysel modal testler aracılığıyla değerlendirilmiş ve sönümleme performansında önemli iyileşmeler elde edildiği doğrulanmıştır. İlk çalışmada, Cobalt-Chrome TPMS yapıları silikon polimerlerle birleştirilmiş ve zaman domeninde sönüm oranında altı kata kadar, frekans domeni analizinde ise otuz kata kadar iyileşme sağlanmıştır. İkinci çalışmada, alüminyum TPMS yapıları silikon polimer tabakaları ile CLD uygulamaları için entegre edilmiş ve sönümleme performansında beş kat artış ile birlikte birikimli titreşim yanıtında önemli bir azalma elde edilmiştir. Üçüncü çalışmada ise, parçacık sönümleyici tasarımı, sonlu elemanlar analizi, yapay sinir ağları (ANN) ve genetik algoritmaların (GA) bir arada kullanıldığı hibrit bir hesaplama çerçevesiyle optimize edilmiş ve titreşim yanıtında kayda değer bir azalma sağlanmıştır. Bu bulgular bir araya geldiğinde, ileri üretim teknikleri, hibrit malzeme sistemleri ve hesaplamalı optimizasyon yöntemlerinin, mühendislik uygulamaları için gelecek nesil yapısal sönümleme çözümlerinin geliştirilmesinde dönüştürücü bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis explores innovative strategies to enhance damping in structural systems for vibration control applications. Three distinct approaches are investigated: (1) the hybridization of additively manufactured Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) metal parts with silicone polymers, (2) the integration of metamaterials with constrained layer damping (CLD) techniques using TPMS structures and viscoelastic polymers, and (3) the optimization of particle dampers through a hybrid computational framework. Each method employs finite element modeling (FEM) and experimental modal testing to validate significant improvements in damping performance. In the first study, Cobalt-Chrome TPMS structures are combined with silicone polymers, resulting in up to a sixfold increase in time-domain damping and a thirtyfold improvement in frequency-domain analysis. The second study integrates aluminum TPMS structures with silicone polymer layers for CLD applications, achieving a fivefold enhancement in damping performance and reduced cumulative vibration response. The third study focuses on optimizing particle dampers by employing a hybrid computational framework that combines finite element analysis, artificial neural networks (ANN), and genetic algorithms (GA), leading to substantial reductions in vibratory response. Collectively, these findings demonstrate the transformative potential of advanced manufacturing techniques, hybrid material systems, and computational optimization in developing next-generation structural damping solutions for engineering applications.
Benzer Tezler
- Development of PBT/recycled PET binary blends
PBT/geri dönüştürülmüş PET harmanlarının geliştirilmesi
HAZAL OĞUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Sabit güçlü yüklere sahip doğru akım mikro şebekelerde öğrenme tabanlı gerilim regülasyonu
Learning-based voltage regulation in direct current micro-grids with constant power loads
MUSTAFA GÜNGÖR
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET EMİN ASKER
- Zeminlerin darbe enerjisi sönümleme kapasitesinin laboratuvar ortamında belirlenmesine yönelik deneysel bir yöntem: kumlu zeminlerin darbe enerjisi sönüm davranışına etki eden faktörler
An experimental method for determining the impact energy damping capacity of soils in a laboratory environment: Factors affecting the impact energy damping behavior of sandy soils
SELMAN KAHRAMAN
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiKarabük Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNAN KESKİN
- Araç matematiksel modelinin oluşturulması ve tasarım parametrelerinin sezgisel yöntemlerle optimizasyonu
Constructing the mathematical model of vehicle and optimization of design parameters with heuristic method
AYÇA YURTTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERRUH ÖZTÜRK
- Kontrollü lagrange yöntemleri ve uygulamaları
Controlled lagrangian methods and applications
HÜSEYİN ALPASLAN YILDIZ
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN