Takviyenin matris içerisinde homojen ya da dereceli bir şekilde dağıldığı silindir gömleklerinde lineer ve non-lineer termoelastik gerilmelerin incelenmesi
Investigation of linear and nonlinear thermoelastic stresses in cylinder liners with homogeneously or functionally graded reinforcement distributed within the matrix
- Tez No: 946185
- Danışmanlar: PROF. DR. KERİMCAN ÇELEBİ, DOÇ. DR. DURMUŞ YARIMPABUÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Bu çalışmada, eksenel olarak simetrik ısıl ve mekanik yüklere maruz kalan ve kararlı duruma ulaşmış kuru silindir gömleklerindeki, iki boyutlu sıcaklık dağılımı ve buna bağlı ısıl gerilmeler incelenmiştir. Bu kapsamda, seramik takviye (α-SiC) ve matris (Al 2014-T6) malzeme dağılımına bağlı olarak dört farklı kompozit gömlek (homojen dağılımlı, radyal, eksenel ve iki yönde derecelendirilmiş) ile sadece matris malzemesinden oluşan metal gömlek olmak üzere beş farklı model incelenmiştir. Homojen dağılımlı kompozit silindir gömleğinde sıcaklık dağılımı, Fourier serileri, Bessel fonksiyonları, parametrelerin dönüşüm yöntemi ve Gauss kareleme yöntemiyle analitik olarak; pseudospectral Chebyshev yöntemiyle ise nümerik olarak incelenmiş ve sonuçlar karşılaştırılarak nümerik yöntemin doğruluğu sağlanmıştır. Diğer tüm kompozit silindir gömleklerinde sıcaklık dağılımları ve bütün silindir gömleklerindeki ısıl gerilmeler pseudospektral Chebyshev yöntemi kullanılarak nümerik olarak incelenmiştir. Kompozit silindir gömleklerindeki malzeme özellikleri, Halpin-Tsai malzeme modeli kullanılarak belirlenmiştir. Sıcaklığa bağlı malzeme özelliklerinin etkisi, iki yönde derecelendirilmiş silindir gömleği için malzeme özellikleri, sıcaklık dağılımı, yer değiştirmeler ve ısıl gerilmelerin açısından değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, motor verimi, emisyon ve silindir gömlek ömrü gibi performans kriterlerini doğrudan etkileyen silindir duvar sıcaklığı ve ısıl gerilmelerin önceden belirlenebileceğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, çalışma kapsamında bu tür problemlerin çözümüne yönelik, literatürde yaygın olarak kullanılan sonlu elemanlar yöntemine alternatif bir nümerik yaklaşım önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the two-dimensional steady-state temperature distribution and the associated thermal stresses in dry cylinder liners subjected to axially symmetric thermal and mechanical loads are investigated. In this context, five different cylinder liner models are analyzed: four composite liners with different distributions of ceramic reinforcement (α-SiC) within the matrix material (Al 2014-T6) (homogeneously distributed, radially, axially and bidirectionally graded) and one metallic liner composed solely of the matrix material. For the homogeneously reinforced composite liner, the temperature distribution is examined analytically using Fourier series, Bessel functions, the parameter transformation method, and Gauss quadrature, and numerically using the pseudospectral Chebyshev method. The accuracy of the numerical method is verified through comparison with the analytical results. The material properties of the composite liners are calculated using the Halpin-Tsai model. The effect of temperature-dependent material characteristics on material behavior, temperature distribution, displacements, and thermal stresses is investigated especially for the bidirectionally graded liner. The findings reveal that the cylinder wall temperature and thermal stresses which directly affect engine efficiency, emissions, and liner service life can be predicted in advance. Furthermore, the proposed method offers a high-accuracy numerical alternative to the widely used finite element method for addressing such problems.
Benzer Tezler
- The investigation of the irradiation effect on PMMA/MWCNTs polymer nanocomposites
PMMA/MWCNT polimer nanokompozitler üzerine radyasyon etkisinin incelenmesi
SONGÜL ULAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Development of mechanical properties of recycledpolyethylene by fibrillation of a secondary recycledpolymer
İkincil geri dönüştürülmüş polimerin fibrilasyonuyla geridönüştürülmüş polietilenin mekanik özellikleriningeliştirilmesi
BERİL SAADET YENİGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MOHAMMADREZA NOFAR
- New approaches for the preparation of polymer/clay nanocomposites
Polimer/kil nanokompozitlerin hazırlanmasında yeni yöntemler
MUHAMMED AYDIN
- Characterization investigations of W-xTi alloys and W-xTi/2 WT% LaB6 composites fabricated by mechanical alloying and sintered using pressureless sintering or spark plasma sintering techniques
Mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme ile spark plazma sinterleme yöntemleriyle üretilen W-xTi alaşımların ve W-xTi/2 WT% LaB6 kompozitlerinkarakterizasyon çalışmaları
HADI JAHANGIRI
Doktora
İngilizce
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Farklı karbür fazı içeren partikül takviyeli al matrisli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of various carbide particulate reinforced aluminium matrix composites produced by powder metallurgy method
RİFAT ONUR ÜLKÜSEVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL