Yeni geliştirilen bir vagon için kompozit akü kutusu tasarımı ve optimizasyonu
Design and optimization of a composite battery box for a newly developed railcar
- Tez No: 978829
- Danışmanlar: PROF. DR. M. HÜSNÜ DİRİKOLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son zamanlarda, ulaşım sektörü, gelişmiş malzemelerin ve yenilikçi tasarım çözümlerinin entegrasyonuna büyük önem vermektedir. Bu çalışma, yeni geliştirilen bir vagon için 304 paslanmaz çelik ve karbon fiber kompozit güç akü kutularının tasarımını ve analizini sunmaktadır. Araştırma, 304 paslanmaz çelik ve karbon fiber kompozit akü kutusunun karşılaştırmalı analizini içermektedir. Her bir tasarımın mekanik performansı ve malzeme davranışını değerlendirmek için sonlu elemanlar analizi ve hesaplamalı simülasyonlar kullanılmıştır. Modelleme ve yapısal analiz için SolidWorks yazılımı kullanılmıştır. Aşağı doğru yerçekimi ivmesi, akü saklama kutusuna etki eden G ağırlık kuvvetini oluşturur. Soldan sağa yönde 49,05 m/s²'lik tasarım ivmesi, yapının dayanması gereken 5G kuvvetini oluşturur. Çalışma, iki alternatif akü kutusunun ağırlık değerlendirmesi ve mukavemet analizine odaklanmaktadır. 304 paslanmaz çeliğe kıyasla, karbon fiber kompozit batarya kutuları, yapısal bütünlüğü bozmadan ağırlık azaltımı sağlamıştır. Karbon fiber kompozit batarya kutusu, 304 paslanmaz çelik tasarıma kıyasla yaklaşık %9 ağırlık azaltımı sağlamıştır. Statik analizde, 304 paslanmaz çelik 227,6 MPa maksimum gerilime ve 0,532 mm deformasyona maruz kalmıştır. Buna karşılık, karbon fiber kompozit 6,788 MPa'lık daha düşük bir maksimum gerilime ve 1,336 mm'lik nispeten kabul edilebilir bir deformasyona maruz kaldı. Genel olarak, karbon fiber kompozit batarya kutusu, modern vagon uygulamalarının zorlu gereksinimlerini karşılayan üstün mekanik mukavemet, dayanıklılık ve hafiflik performansı sergilemektedir ancak elde edilen ağırlık azaltımının vagon ağırlığına oranının düşük olması ve maliyetinin oldukça yüksek olması kullanımını kısıtladığı sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Recently, the transportation sector has placed significant emphasis on the integration of advanced materials and innovative design solutions. This study presents the design and analysis of 304 stainless steel and carbon fiber composite power battery boxes for a newly developed railcar. The research involves a comparative analysis of 304 stainless steel and a carbon fiber composite battery box. Finite element analysis and computational simulations were employed to evaluate the mechanical performance and material behavior of each design. SolidWorks software was used for modeling and structural analysis. The downward gravitational acceleration creates the G weight force acting on the battery storage box. The design acceleration of 49.05 m/s² in the left-to-right direction creates the 5G force that the construction is required to withstand. The study focuses on weight assessment and strength analysis of the two alternative battery boxes. Compared to the 304 stainless steel, the carbon fiber composite battery boxes achieved a weight reduction without compromising structural integrity. The carbon fiber composite battery box achieved approximately 9% weight reduction compared to the 304 stainless steel design. Under static analysis, the 304 stainless steel experienced a maximum stress of 227.6 MPa and a deformation of 0.532 mm. In contrast, the carbon fiber composite experienced a lower maximum stress of 6.788 MPa and relatively acceptable deformation of 1.336 mm. In general, the carbon fiber composite battery box demonstrates superior mechanical strength, durability, and lightweight performance that meets the demanding requirements of modern wagon applications. However, it has been concluded that its use is limited due to the relatively low ratio of weight reduction compared to the overall wagon weight and its significantly high cost.
Benzer Tezler
- Kent içi raylı sistemlerde gerçek aktarma süreleriyle zaman çizelgesinin senkronizasyonu
Synchronization of the timetable with real transfer times in urban rail systems
TAHA YÜKSEL
Doktora
Türkçe
2024
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
- Design and dynamic analysis of three-axle freight bogie
Üç axle freight bogie'nin tasarımı ve dinamik analizi
MOHAMMAD ABEDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiRaylı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU
- Yeni geliştirilen bir lazer sisteminin (ER,CR:YSGG) süt dişlerinde fissür sealant uygulamalarındaki etkilerinin ın vitro olarak değerlendirilmesi
Evaluation of the effects of a newly developed laser system (ER,CR:YSGG) on fissure sealants applied on primary teeth in vitro
ELİF SUNGURTEKİN
- Yeni geliştirilen bir peptid zincirinin süt ve daimi diş minesinde remineralizasyona etkisinin ın vitro koşullarda incelenmesi
Investigation of the effect of A newly developed peptide chain on remineralization in primary and permanent dental enamel under in vitro conditions
KADRİYE ALTUNBAŞ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2020
Diş HekimliğiAkdeniz ÜniversitesiÇocuk Diş Hekimliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGE GÜNGÖR
- Yeni geliştirilen entegre bir sistemle kâğıt endüstrisinde proses içi su ve sülfür geri kazanımı
Sulfur and water recovery with a novel integrated system in-process treatment of pulp and paper industry wastewater
DOĞUKAN TUNAY
Doktora
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BESTAMİ ÖZKAYA