Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen biyo-esinlenmiş silindirik periyodik minimal yüzey yapılarının mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical properties of bio-inspired cylindrical periodic minimal surface structures produced by additive manufacturing method
- Tez No: 946977
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH HUZEYFE ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Enerji absorbe edebilen yapılar, otomotiv güvenliği, uzay-havacılık sistemleri ve koruyucu donanımlar gibi çeşitli mühendislik alanlarında hayati öneme sahiptir. Bu çalışma, biyolojik formlardan esinlenilerek tasarlanan silindirik kafes yapıların enerji soğurma verimliliğini, geometrik özelliklerinin sistematik olarak optimize edilmesi yoluyla artırmayı hedeflemektedir. Yapılar, ABS benzeri fotopolimer reçine kullanılarak Maskelenmiş Stereolitografi (mSLA) 3B baskı yöntemiyle üretilmiştir. Basma yüklemesi altındaki enerji soğurma davranışını değerlendirmek amacıyla, hücre yarıçapı (6.350, 15.875 ve 25.400 mm), yay sayısı (2, 3 ve 4) ve hücre kalınlığı (2.0, 2.5 ve 3.0 mm) gibi üç temel geometrik parametrenin etkisi, Box-Behnken deneysel tasarımıyla incelenmiştir. Sonuçlar, yay sayısı ve hücre kalınlığındaki artış ile hücre yarıçapındaki azalışın, ilk tepe yükü, absorbe edilen enerji ve spesifik absorbe edilen enerji değerlerinde anlamlı iyileşmeler sağladığını göstermiştir. Elde edilen en yüksek değerler; ilk tepe yükü için 2620.69 N, absorbe edilen enerji için 40.16 J ve spesifik absorbe edilen enerji için 14.75 J/g olmuştur. En uygun yapılandırma, yay sayısı ve kalınlığın artırılması, hücre yarıçapının ise azaltılmasıyla elde edilmiştir. Bu çalışma, biyo-esinli kafes geometrilerinin Box-Behnken optimizasyon yöntemiyle birleştirilerek enerji odaklı mühendislik uygulamaları için hafif ve yüksek performanslı yapıların geliştirilmesine yönelik özgün ve değerli bir katkı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Energy-absorbing structures are fundamental in various engineering applications, including automotive safety systems, aerospace components, and protective equipment. This study explores the enhancement of energy absorption efficiency in cylindrical lattice structures inspired by biological forms through the systematic optimization of their geometric characteristics. The structures were produced using Masked Stereolithography (mSLA) 3D printing with an ABS-like photopolymer resin. A Box-Behnken experimental design was employed to investigate the influence of three primary geometric parameters, cell radius (6.350, 15.875, and 25.400 mm), arc count (2, 3, and 4), and cell thickness (2.0, 2.5, and 3.0 mm) on energy absorption performance under compression. The findings revealed that increasing both the arc count and cell thickness, while decreasing the cell radius, significantly improved the first peak load, absorbed energy and specific absorbed energy. The highest recorded values were 2620.69 N for the initial peak load, 40.16 J for absorbed energy, and 14.75 J/g for specific absorbed energy. The optimal configuration was achieved by maximizing arc count and cell thickness while minimizing the cell radius. This research presents a novel integration of bio-inspired lattice geometry with statistical design methodology, offering practical insights into the development of lightweight and high-performance structures for energy-critical engineering applications.
Benzer Tezler
- Oksetik (auxetıc) kompozit malzemelerin geliştirilmesi
Development of auxetic composite materials
EMRE DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Vatoz balığı hareketleri incelenerek biyoilham ile geliştirilen sualtı robotunun mekatronik sistem tasarımı ve analizi
The mechatronics system design and analysis of the developed underwater robot bio-inspired by manta ray motions
ALİ RIZA SAPMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Gedik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAVAŞ DİLİBAL
- Eklemeli imalat ile üretilen kobalt krom alaşımlarının mikroişlenebilirliğinin araştırılması
Investigation of the micromachinability of cobalt chrome alloys made by additive manufacturing
MEHMET AKİF OYMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM GEZER
- Eklemeli imalat ile elde edilen implant yüzeylerinde biyoaktif kaplamaların gerçekleştirilmesi
Achieving bioactive coating on implant surfaces obtained by additive manufacturing
DORUK GÜRKAN
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİNNUR SAĞBAŞ
- Hybrid 3D bioprinting of functionalized structures for tissue engineering
Başlık çevirisi yok
SEYEDEH FERDOWS AFGHAH
Doktora
İngilizce
2020
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN KOÇ