Endüstriyel pnömatik tekerlek jantının topoloji optimizasyonu ve eklemeli imalat ile üretimi
Manufacturing of industrial pneumatic wheel rim by topology optimization and additive manufacturing
- Tez No: 959635
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BİNNUR SAĞBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Eklemeli imalat teknolojileri, geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla daha karmaşık ve hafif yapılar tasarlayabilme avantajına sahip olmalarının yanı sıra, sundukları tasarım esnekliği ile de öne çıkmaktadır. Ayrıca, hızlı prototipleme, malzeme verimliliği ve üretim sürecinde kalıp, takım, fikstür gibi özel gereksinimlerin ortadan kalkması gibi avantajları sayesinde, bu teknolojiler, farklı endüstri sektörlerinde giderek daha fazla benimsenmektedir. Bu çalışmada, plastik enjeksiyon yöntemiyle üretilen, lastik taban genişliği 76,0 mm, lastik yanak yüksekliği 76,0 mm ve jant çapı 101,6 mm olan endüstriyel pnömatik tekerlek jantı, eklemeli imalata uygun hale getirilerek, poliamid 12 (PA12) hammadde kullanılarak yeniden tasarlanması hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında, plastik jant üzerine etki eden yükler hesaplanarak yük dağılımları detaylı bir şekilde belirlenmiştir. Tasarım sürecinde, plastik jantın yapısal iyileştirmeleri yapılmış ve farklı hacim kesri kısıtları altında topoloji optimizasyonu uygulanmıştır. Elde edilen yeni jant modellerinin yapısal analizleri gerçekleştirilmiş ve bu modellerin yapısal özellikleri karşılaştırılmıştır. En uygun performansı sergileyen modelde, toplam ağırlıkta %8,24 oranında bir azalma sağlanmış olup, bu ağırlık azalması, özellikle jant feder bölgelerinde topoloji optimizasyonunun lokal olarak uygulanması nedeniyle %50,59 oranında tespit edilmiştir. Eklemeli imalat ile üretilen yeni model jant, mevcut model jant ile eşit şartlar altında dayanım ve ömür testine tabi tutulmuş ve bu testlerde yeni model jant, ömür testinde daha iyi sonuçlar elde etmiştir. Test sonuçları, eklemeli imalat ve topoloji optimizasyonu entegrasyonu ile üretilen yeni model jantın, mekanik özellikler ve dayanıklılık açısından önemli iyileşmeler sağladığını göstermektedir. Elde edilen bulgular, eklemeli imalat ve topoloji optimizasyonunun, geleneksel tasarım yaklaşımlarına kıyasla belirgin bir üstünlük sağladığını açıkça ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing technologies not only have the capability to design more complex and lightweight structures compared to traditional manufacturing methods but also stand out with the design flexibility they offer. Additionally, with advantages such as rapid prototyping, material efficiency, and the elimination of special requirements like molds, tools, and fixtures in the production process, these technologies are increasingly being adopted in various industrial sectors. In this study, an industrial pneumatic wheel rim, produced using the plastic injection method with a tire tread width of 76,0 mm, a sidewall height of 76,0 mm, and a rim diameter of 101,6 mm, was redesigned to be compatible with additive manufacturing, using polyamide 12 (PA12) material. During the study, the loads acting on the plastic rim were calculated, and the load distributions were determined in detail. Structural improvements were made in the design process of the plastic rim, and topology optimization was applied under different volume fraction constraints. Structural analyses of the newly obtained rim models were conducted,and their structural properties were compared. The model demonstrating optimal performance achieved an overall weight reduction of 8.24%, with this weight reduction specifically being 50.59% in areas where the topology density was locally strengthened, particularly in the rim spring regions. The new rim model produced through additive manufacturing was subjected to strength and durability tests under the same conditions as the existing model, and the new model performed better in the durability test. The test results demonstrate that the new rim model produced with additive manufacturing and topology optimization integration provides significant improvements in mechanical properties and durability. The findings clearly show that additive manufacturing and topology optimization provide a significant advantage over traditional design approaches.
Benzer Tezler
- Analysis of linear motion systems with emphasis on positioning control of pneumatic linear drive using on/off electrovalves
Başlık çevirisi yok
ALİ KEREM DOĞUERİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. NEJAT TUNCAY
- Bir mobilya fabrikasında lokal havalandırma sisteminin analizi
Analysis of local ventilation system in a furniture factory
AHMET KAPAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İRFAN ÜREYEN
- Giysi tasarımında pnömatik esaslı haptik etkileşimler: Bir maker yaklaşımı
Pneumatically-actuated haptic interactions in garment design: A maker approach
EKİN UÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Güzel SanatlarEskişehir Teknik ÜniversitesiEndüstriyel Sanatlar Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR CEYLAN
- Pnömatik yer fıstığı çuvallama düzeni tasarımı, imalatı ve optimum çalışma koşullarının belirlenmesi
Design, fabrication and determination of optimum working conditions of a pneumatic peanuts bagging system
ALİ SOMAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
ZiraatHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK UĞURLUAY
- Alt ekstremite rehabilitasyonuna yönelik pnömatik eyleyici tasarımı
Pneumatic actuator design for lower extremity rehabilitation
SELİN ORDU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Endüstri Ürünleri TasarımıEskişehir Teknik ÜniversitesiEndüstriyel Sanatlar Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE TÜFEKÇİOĞLU