Search

Günümüzde karayolu taşımacılığında yaygın olarak kullanılan yarı römork araçların değişken yükler ve yol koşullarında önemli yüklere maruz kalması ile beraber bu alanda mühendislik çalışmalarına gereksinim duyulmuştur. Yapılan çalışmada yarı römorkların bir çeşidi olan hidrolik dümenlemeli lowbed araçlarının şasisinde belirli yük koşulları ve sınır şartlarında sonlu elemanlar yöntemi ile ön görülen gerilmeler ve iyileştirme çalışmaları ele alınmıştır. Bu çalışmada ilk olarak kütle ve boyutlar ile ilgili mevzuat, tip onaylar, teknik gereklilikler ve saha istekleri dikkate alınarak şasi tasarımı 3 boyutlu ortamda Creo programı ile yapılmıştır. 3 boyutlu şasi tasarımı bitişi ile sonlu elemanlar yöntemi programı Hyperworks ile yapısal statik analiz gerçekleştirilmiştir. Elde edilen analiz sonuçları ile kritik gerilme (MPa) ve deformasyonlar (mm) incelendikten sonra kritik bölgeler tespit edilmiştir. Tespit edilen bölgelere tasarım iyileştirme çalışmaları ve sonrasında analizler ikinci duruma göre yapılarak tasarım iyileştirmeleri doğrulanmıştır. İyileştirme çalışmaları sonrası daha rijit ve daha güvenli bir şasi elde edildiği tespit edilmiş, detaylı bilgiler sonuç ve öneriler bölümünde açıklanmıştır. Nowadays, as the semi-trailer vehicles, which are widely used in road transportation, are exposed to significant loads under variable loads and road conditions, engineering studies have been required in this field. In the study, the stresses and improvement studies predicted by the finite element method under certain load conditions and boundary conditions in the chassis of hydraulic steering lowbed vehicles, which are a type of semi-trailers, are discussed. In this study, firstly, the chassis design was made in 3D environment with the Creo program, taking into account the legislation related to mass and dimensions, type approvals, technical requirements and site requirements. Structural static analysis was carried out with the finite element method program Hyperworks, with the end of the 3D chassis design. Critical regions were determined after examining the critical stress (MPa) and deformations (mm) with the obtained analysis results. Design improvement studies and subsequent analysis were made according to the second situation in the determined regions and the design improvements were verified. It has been determined that a more rigid and safer chassis has been obtained after the improvement works, and detailed information is explained in the results and recommendations section.

Eylül 2021'de tam olarak yürürlüğe girecek olan endüstriyel araçlar için arka alt koruma tamponlarını düzenleyen yeni R58-03 yönetmeliğiyle, araç üreticileri veya üstyapıcılarının araçlarını bu yasal güncellemeye uygun arka alt koruma tamponları ile donatması gerekecektir. R58-03 ile birlikte mevcut regülasyon R58-02 yönetmeliğine uygun bir arka alt koruma tamponuna ilave olarak %70 ve %100 oranında daha fazla test kuvveti uygulanacaktır. Aynı zamanda tasarım ölçüleri de endüstriyel araçlara arkadan çarpmalı kazalarında yaralanma ve ölüm oranını azaltmak amacı ile iyileştirmeler yapılmıştır. Yeni regülasyonun devreye girmesi ile birlikte en sık kullanılan metal arka alt korumaların yeni test şartlarını sağlayabilmeleri için belirli bir miktar ağrılık artışı kaçınılmaz olacaktır. Ayrıca endüstriyel EV'de kullanılan bataryaların diesel bir araç komponentlerine göre daha ağır olması nedeni ile CW yüksek oranda artmaktadır. Bu da EV'lerde hem taşıma kapasiteleri hem de kattedeceği mesafelernin azalması anlamını taşımaktadır. Özellikle EV'lerde ilave ağırlık artışının minimize edilebilmesi ile birlikte endüstriyel araçların taşıma kapasiteleri diesel araca yaklaşabilir ve kattedeceği mesafe arttırılabilir. Diesel araçlarda CW'nin artması yakıt tüketimini arttırdığı gibi CO2 salınımını da arttırmaktadır. Enerjinin verimli kullanımı, çevreci bir yaklaşım için düşük yoğunluklu ve yüksek mukavemetli ürünlerin kullanımı üzerinde araştırma yapılmıştır. Çalışma kapsamında, farklı arka alt koruma tampon kesitlerin R58-03 test kuvvetlerine verdikleri tepki sonucunda en ideal arka alt koruma tampon kesitinin nasıl olması gerektiği ve R58-03 şartlarına uygun metal arka alt koruma tamponları ile alternatif alüminyum arka alt koruma tampon çeşitleri kullanımı sonucunda ağırlık değişimi araştırılmıştır. Çalışmadan elde edilen veriler doğrultusuda mevcut R58-02'ye uygun C tipi arka alt koruma tamponların R58-03 şartlarını sağlayabilmesi için artan test şartları doğrultusunda güçlendirilmesi gerekliliği ve ağırlık artışı ortaya çıkmıştır. Alternatif olarak yuvarlak standart profil şeklinde tasarlanan arka alt koruma tamponlarında da R58-03 şartlarını sağlayabilmesi ağırlık artışı olmadan yapılan tasarımlar sağlanamamıştır. Ağırlığı arttışı ile test şartlarını sağlayabilmiştir. Dikdörtgen kesitli tasarlanan orta mukavemet sınıfındaki alüminyum arka alt koruma tamponu ağırlık düşüşü ile testi geçmiştir. Ayrıca yüksek mukavemetli alüminyum tercihi ile R58-03 şartlarını yukarlak kesitli arka alt koruma tamponuna göre ~10 Kg (%42) daha hafif olarak sağlamıştır. With the new R58-03 regulation regulating rear underrun bumpers for industrial vehicles, which will come into full force in September 2021, vehicle manufacturers or bodybuilders will need to equip their vehicles with rear underrun bumpers in accordance with this legal update. With R58-03, 70% and 100% more test force will be applied in addition to a rear underrun bumper in accordance with the current regulation R58-02 regulation. At the same time, improvements have been made in design measures to reduce the rate of injury and death in rear-end crashes in industrial vehicles. With the introduction of the new regulation, a certain amount of increase in weight will be inevitable for the most frequently used metal rear underrun protection to meet the new test conditions. In addition, CW increases at a high rate due to the fact that the batteries used in industrial EV are heavier than diesel vehicle components. This means that both the carrying capacity and the distance traveled in EVs decrease. Especially with the ability to minimize the additional weight increase in EVs, the carrying capacity of industrial vehicles can approach the diesel vehicle and the distance it will travel can be increased. Increasing CW in diesel vehicles not only increases fuel consumption but also increases CO2 emission. Research has been carried out on the efficient use of energy and the use of low density and high strength products for an environmentally friendly approach. Within the scope of the study, as a result of the reaction of different rear underguard bumper sections to R58-03 test forces, how the most ideal rear underguard bumper section should be and the weight change as a result of the use of metal rear under protection bumpers in accordance with R58-03 conditions and alternative aluminum rear underrun protection bumpers. It has been investigated. In line with the data obtained from the study, it has been revealed that the C type rear under protection bumpers in accordance with R58-02 must be strengthened in line with the increasing test conditions and weight increase in order to meet the requirements of R58-03. Alternatively, the rear bottom protection bumpers designed in the form of a round standard profile could not be achieved without the weight increase, which could meet the R58-03 requirements. With the increase in weight, it was able to meet the test conditions. The aluminum rear lower protection bumper, designed with a rectangular cross-section, in the medium strength class, passed the test with weight reduction. In addition, with its high-strength aluminum preference, it has achieved the R58-03 conditions as ~ 10 Kg (42%) lighter than the upward section rear lower protection bumper.

Bu çalışmada düşük karbonlu çelik plakaların kaynak ısı girdisi altında termomekanik analizi deneysel ve numerik olarak incelenmiştir. Plakalarda kaynak ısı girdisi akım ve kaynak hızı kontrolü sağlanan bir Tungsten İnert Gaz (TIG) kaynak düzeneğiyle sağlanmıştır. Termal çökme sonuçları üç boyutlu koordinat ölçüm cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Numerik analiz sonlu elemanlar analizi programı Ansys kullanılarak termal ve mekanik analiz kısımlarını içeren üç boyutlu bir modelle gerçekleştirilmiştir. Numerik analizde gauss ısı akısı yaklaşımı kullanılarak deneysel olarak hesaplanan ısı girdisi etkileri incelenmiştir. Isı girdisi altında saç metalin mekanik özelliklerinin değişimi çekme testi, mikrosertlik ölçümleri ve mikroyapı ölçümleriyle değerlendirilmiştir. Çekme numunelerinde ana metalden kopma gerçekleşmiştir. Kaynak amper değerine ve kaynak hızına bağlı olarak numune mukavemetleri ve yüzde uzamalarında düşüş gerçekleşmiştir. Kaynak ısısı tesirindeki kısımların mikrosertlik değerleri ana metalden yüksek çıkmıştır. Düşük kaynak hızlarında numunede ısı tesiri altındaki bölgede Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ölçümlerinde tane büyümesi gözlenmiştir. Numerik analiz çökme sonuçlarıyla deneysel çökme testi sonuçları arasında iyi bir uyum gözlenmiştir. Numerik analizde kaynak bölgesinde akma sınırında çekme artık gerilmeleri belirlenmiştir. In this study, thermomechanical analysis of low carbon sheet steels under weld heat input were investigated by experiments and numerical simulations. The weld heat input variation at plates were provided by Gas Tungsten Ark (GTA) welding process controlling welding speed and current. Thermal deflection results were determined by three dimensional coordinate measuring device. The numerical analysis was carried out using the finite element program Ansys with three dimensional model containing thermal and mechanical analysis parts. The weld heat input effects in experiments were investigated using the gauss heat flux approach in numerical analysis. The change of mechanical properties of sheet metal under heat input was investigated by tensile tests, microhardness and microstructure measurements. In the tensile specimens the fracture was occurred from the base metal. The tensile strength and ductility was decreased depending on the weld amperage and weld speed. The microhardness values of welded and heat affected zones were higher than the base metal. The grain growth was observed at the SEM (Scanning Electron Microscope) measurements of Heat affected zone for lower welding speeds. The good agreement was observed between the numerical analysis and experimental deflection results. In the numerical analysis, the tensile residual stresses are determined at the yield limit at the welding zone.

Otomotiv endüstrisinde araç ve yolcu güvenliği son derece kritik bir öneme sahiptir. Otomotiv üreticisi firmalar, estetik, konfor, yüksek motor performansı, düşük yakıt tüketimi ve yüksek menzil gibi otomobilden beklenen özellikleri karşılarken, özellikle araç, yolcu ve yaya güvenliğinden ödün vermeden bu kriterleri sağlamaktadırlar. Otomotiv sektöründe kullanılan güvenlik ekipmanlarından bir tanesi de emniyet kemeri sistemleridir. Pasif güvenlik sistemi olarak kullanılan emniyet kemeri sistemleri, zaman içerisinde standart ve zorunlu bir ürün haline gelmiştir. Emniyet kemeri kullanımının artmasıyla araç içerisindeki yolcuların güvenlik seviyeleri arttırılmış, kazalardan sonra görülen ölüm oranlarında ciddi azalma olduğu saptanmıştır. Emniyet kemeri sistemlerinin olumlu sonuçlarının yanında bazı olumsuzluklara da yol açtığı belirlenmiştir. Mevcut emniyet kemeri sistemlerinin kaza esnasında açığa çıkan enerjiyi tam olarak absorbe edemediği görülmüştür. Bunun neticesinde, emniyet kemeri kullanan sürücü ya da yolcuların özellikle göğüs bölgelerinde ciddi yaralanmalar, kaburga kemiği kırıkları, deri üzerinde morarmalar olduğu ve hatta bu durumların sonucunda emniyet kemeri kullanımının ölümlere bile sebebiyet verdiği gözlemlenmiştir. Bu tez çalışması kapsamında, emniyet kemeri sistemlerinin mevcut faydalarından ödün vermeden, kaza esnasında açığa çıkan enerjiyi absorbe edebilecek, alüminyum köpük takviyeli yeni bir enerji sönümleme sistemi için gereken çalışmalar yapılmıştır. Enerji sönümleme sistemi için gereken tasarım çalışmaları CATIA yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Gereken sonlu elemanlar analizleri ise ABAQUS yazılımı kullanılarak çözülmüştür. Bu çalışma sonucunda ortaya çıkan yeni sönümleme sisteminin otomotiv sektöründeki her segment araca entegre edilmesi ve kaza esnasında açığa çıkan kuvvetlerin sönümlenerek emniyet kemerinin olumsuz etkilerinin minimize edilmesi hedeflenmektedir. The vehicle and passenger safety are major importance for automotive industry. Automotive manufacturers supply these requirements such as aesthetics, comfort, high engine performance, low fuel consumption and high range, besides manufacturers must supplying these criterias without compromising vehicle, passenger and pedestrian safety. One of the standart safety components in the automobile industry is the seat belt system. Seat belt systems which use as passive safety system become a standard and compulsory product in time. The security level of passengers in the vehicle were increased considerably by using seat belts. Also, number of casualties were decreased after the traffic accident by using them. The seat belt systems may cause some negative effects on human body. For example, the present seat belt systems do not absorb the energy up to desired during the accident. In addition to this, it is revealed that the present seat belt systems have inferior energy absorbing performance resulting in undamped forces which causes different wounding on the occupant body during the accident, commonly as chest injuries, rib fractures, skin injuries and fatalities. In this thesis study, necessary studies have been made for a new energy damping system with aluminum foam reinforcement that can absorb the energy released during the accident without sacrificing the existing benefits of the seat belt systems. The CAD model of energy absorbing system was generated by using CATIA Software. The finite element analyses for aluminum foam were solved by ABAQUS software. As a result of this study, the energy absorbing system will be accommodated in each segment of automobilies so that the main target will be executed for minimizing negative effects of seat belt during the crash. AVROTAS A.Ş. ALUPAM A.Ş.

Taşıt hareketlerine etkiyen dirençler söz konusu olduğunda en ön plandaki konulardan bir tanesi olan aerodinamik direnç katsayısı (Cd), geçmişten günümüze birçok araştırmanın gündemi olmuştur. Aerodinamik direnç katsayısının düşürülme çalışmaları, günümüzde, otomotiv sektöründe gerçekleştirilmekte olan çalışmalar arasında önemli yer tutmaktadır. Bu çalışmada, taşıtlar üzerinde kullanılmakta olan kaplama malzemelerinin (boya, macun, özel uygulamaları vb.) yarattığı yüzey sürtünmesi farklılıklarının aerodinamik direnç katsayısı üzerindeki etkileri, sonlu elemanlar metodu kullanılarak araştırılmıştır. Buna göre, paket program vasıtasıyla tasarımı yapılmış olan bir adet 1/20 ölçekli araca, kaporta aksamları ve ön-arka cam aksamları ayrı olarak tanımlanarabk ve daha önceden belirlenmiş sanayiye uygun pürüzlülük değerleri verilerek 40 km/saat ve 150 km/saat hız değerleri arasında karşılaştığı aerodinamik direnç kuvvetleri (Fcd) ve aerodinamik direnç katsayıları hesaplanmış, sonuçlar, grafikler ve görseller vasıtasıyla ortaya koyulmuştur. Üç farklı boya pürüzlülük değeri (düşük (Ra =0,000000351 m) – orta (Ra=0,000001032 m) – yüksek (Ra = 0,00000148 m)) ve bir adet taşıtlarda yaygın olarak kullanılan floropolimer (teflon) (Ra = 0,00000524 m) kaplama kullanılarak yapılmış olan ölçümlerde artan pürüzlülük göre aerodinamik direnç katsayısı değişimlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Buna göre düşük boya pürüzlülük değeri baz alındığında orta derece pürüzlülük değerine göre aerodinamik direnç katsayısında, %0,000612529'lik bir artış, yüksek derece pürüzlülük değerine göre aerodinamik direnç katsayısında, %0,00104783'lik bir artış ve floropolimer pürüzlülük değerine göre aerodinamik direnç katsayısında %0,091195826'lik bir artış meydana gelmiştir. Bununla birlikte çalışmada taşıtın hareketi boyunca karşılaştığı basınç kuvvetlerinin taşıt kaportası ve camı üzerindeki dağılımı da gözlemlenmiştir. Buna göre ön tampon, ön cam ve yan aynalar üzerinde maksimuma yaklaşan basınç kuvvetleri, arka cam bölgesinde akış ayrılması nedeniyle azalmaktadır. Ön tampon ve araç camı üzerinde yapılacak açısal iyileştirmeler benzeri işlemler vasıtasıyla aerodinamik direnç kuvvetinin düşürülebileceği gözlemlenmiştir. Aerodynamic drag coefficient (Cd), which is one of the foreground subjects that have resistance to vehicle movements, has been the agenda of many researches from past to present. The efforts to reduce the aerodynamic resistance coefficient have an important place among the studies carried out in the automotive industry today. In this study, the effects of surface roughness differences created by coating materials (paint, paste, special applications, etc.) used on vehicles on the aerodynamic drag coefficient were investigated using the finite element method. Accordingly, the aerodynamic drag forces (Fcd) and aerodynamic drag coefficients encountered between 40 km/hours – 150 km/hours speeds by identifying the body parts and front-rear window parts separately to a 1/20 scale vehicle designed by means of a package program and by giving the roughness values suitable to the predetermined industry calculated, the results are presented through graphs and visuals. Three different paint roughness values (low (Ra = 0.000000351 m) - medium (Ra = 0.000001032 m) - high (Ra = 0.00000148 m)) and one commonly used fluoropolymer (Teflon) (Ra = In the measurements made using a 0.00000524 m) coating, it has been observed that the changes in the aerodynamic resistance coefficient increase with respect to increasing roughness levels. Accordingly, based on low paint roughness value, an increase in aerodynamic resistance coefficient according to medium roughness value, an increase of 0.000612529%, an increase in aerodynamic resistance coefficient according to high degree roughness value, an increase of 0.00104783% and aerodynamic resistance compared to fluoropolymer roughness value There was an increase in the coefficient of 0.091195826%. In addition, the distribution of pressure forces on the vehicle hood and windscreen was also observed in the study. Accordingly, the pressure forces approaching the maximum on the front bumper, windscreen and side mirrors; In the rear windscreen area, flow is reduced due to separation. It has been observed that the aerodynamic resistance force can be reduced by processes such as angular improvements to be made on the front bumper and vehicle windscreens.

YÖK Tez No: 636135 Bu çalışmada, genel anlamda beveloid dişlilerin matematiksel modellerini, programlama dillerinde tanımlanmaya ve özellikle eriyik yığma teknolojisi (FDM) yardımıyla katı modellemeye en elverişli olacak biçimde oluşturmak ve sonlu elemanlar yardımıyla temas analizlerinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Matematiksel ifadelerden yola çıkılarak, farklı parametreler için dişlilerin kesit profilleri ve devamında dişli CAD modelleri elde edilmiş, sınır diş sayılarında meydana gelen alttan kesme durumlarının giderilebilmesi için farklı yöntemler ortaya konularak, matematiksel ifadelere ilave edilmiştir. Daha sonra sonlu eleman analizleri ile modifiye edilmiş modellerde yapılan iyileştirmeler test edilmiştir. Alttan kesme durumlarının giderilmesi için uygulanan metotlar yardımıyla da kök mukavemetinin arttırılabileceği görülmüştür. Paralel eksenlerde çalışan beveloid dişliler, bu çalışmanın temel odak noktasıdır. Literatürde paralel eksenlerde beveloid dişlilerin güç aktarımı ve temas gerilmeleri konusunda sağlayabileceği iyileştirmelerile ilgili çok az çalışma mevcuttur. Bu kapsamda, çalışma esnasında beveloid dişlilerde meydana gelen temas gerilmeleri farklı dönme açılarında, koniklik ve helislik parametrelerinin değişimine göre incelenmiştir. Paralel eksenlerde meydana gelen temas hataları (transmission errors) simule edilerek, analiz sonuçları yorumlanmıştır. Ayrıca imalat esnasında kremayer takımın kavrama açılarındaki değişimlerin, kök kısımlarındaki gerilme dağılımlarına etkileri incelenmiştir. Sonuçlarda, kök kısımlarında diş derinlikleri boyunca, ortalama gerilme değerlerinin kavrama açılarının arttırılması ile azaltılabileceği görülmüştür. Bu yönüyle ve paralel eksenlerdeki çalışma şartlarının simule edilmesiyle, yapılan çalışmanın literatüre katkıda bulunması hedeflenmektedir. Konkavlık ve konvekslik modifikasyonları, beveloid dişlilerde temas gerilmelerine etki eden bir diğer unsurdur. Bu modifikasyonların matematiksel modellemesi ifade edilerek, konkav beveloid dişliler için sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçta konkavlık ve konvekslik modifikasyonları da beveloid dişlilerde maksimum temas gerilme değerlerinin düşürülmesi ve sınır bölge temaslarının (edge contact) giderilmesi açısından önemli iyileştirmeler sağlamaktadır. Özellikle çakışan eksenlerde çalışan dişli çarklarda, diferansiyel geometri esasları baz alınarak formülize edilen teorik temas analizleri, sonlu elemanlar metodu yardımıyla yapılan simülasyonlara bir alternatif oluşturmaktadır. Bu bağlamda, çakışan eksenlerde dişli çiftleri için teorik temas analizleri gerçekleştirilerek, temas elipslerinin asal eksenlerdeki boyutları belirlenmiş, sonuçlar sonlu eleman analizleri ile karşılaştırılmıştır. Bu konu ile ilgili formülasyon ve sonuçlara çalışmanın ekler kısmında yer verilmiştir. Sonuç olarak, özellikle paralel eksenlerde çalışan beveloid dişlilerde temas hatalarının (transmission errors) olduğu durumlarda, güç aktarımının belirli sınırlarda sağlanabildiği, kavrama açılarının büyütülmesi ile de köklerde oluşan maksimum gerilmelerin düşürülebildiği görülmüştür. Alttankesmeyi önleyen metotların yanı sıra konkavlık ve konvekslik modifikasyonları da aynı konuda fayda sağlamaktadır. Farklı dönme açılarında yapılan analizlerden yola çıkarak, gerilme değerlerinin deneysel veriler ile uyumlu olduğunu söylemek mümkündür. Matematiksel modelleme esnasında kullanılan kodlar, MATLAB programı vasıtasıyla oluşturulmuş, sonlu eleman analizleri ise ABAQUS paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. CAD modellerinin oluşturulması için SOLIDWORKS, sonlu eleman modelleri için ise HYPERMESH paket programları kullanılmıştır. The main scope of this study is to obtain and clarify the mathematical models of beveloid gear geometries in a certain type of logic which is especially suitable for computer aided drawing programs and especially for fused deposition modelling (FDM) and secondly, execute the tooth contact analysis by the help of finite element method. Based on the mathematical expressions, with many different parameters, gear profiles on consecutive cross sections and CAD models of the beveloid gear types has been obtained. In addition, to prevent the undercutting, two different methods has been presented and specified in the mathematical expressions. For the purpose of testing the modifications for prevention of undercutting, finite element analysis of the modified gear models has been carried out. As seen from the results, it can be possible to increase the load carrying capacity on the root regions of the gear models. The working conditions of beveloid gears with parallel axis is the main focus of the study. Very few of the studies in the literature are related to the improvements that beveloid gear systems with parallel axis can make about power transmission and contact stress values. By determining the conical and helical angles as the changing parameters, for different rotating angles, contact stress values of beveloid gears with parallel axes has been examined. In addition, the transmission errors has been defined between the meshing gears with parallel axes and the meshing conditions has been simulized, after that the analysis results has been evaluated. Also it has been investigated that, during the manufacturing process, how did the change in the pressure angles of the rack cutter, effect the stress distribution on the root regions. The results have shown that, along the width, average stress on the roots can be reduced by increasing the pressure angles of the rack. With the results and simulations that has been made, it was targeted that the study can make a contribution to the literature about the working conditions and advantages of beveloid gears with parallel axis. Concave and convex modifications on the beveloid gears is another significant subject which effects the contact stress values during the meshing conditions. Alongside the mathematical expressions of these modifications which has been given, finite element analysis of the modified gear types has been generated. From the results, it has been deduced that, the concave and convex gear modifications can provide, the reduction of the maximum contact stress value and elimination of the edge contact situations respectively. Especially for the gear pairs with intersected angles, theoretical methods based on the differential geometry principles, can be an alternative to the finite element simulations. About this context, theoretical tooth contact analysis to obtain the length of the contact ellipses on the principle axes has been made, the values have been compared with the finite element simulation results. Formulation and the results about the subject are given in the appendix section. Finally, the main results of the study has shown that, especially for the beveloid gear pairs with parallel axes, in the conditions which transmission errors exist between the centers of rotation, between certain limits, the transmission of the torque can be provided. Also increasing the pressure angle values of the rack cutter profiles, can help to reduce the average stress on the root regions of the gears. The modifications for prevention of undercutting and adjusting the involute surfaces, can also have an positive effect about the same purpose. Based on the simulations for the different rotation angles, it is possible to state that the results are in parallel with the experimental data. During the study, for the modelling process Matlab software has been used. Also for the finite element simulations have been generated by the Abaqus software program. CAD and finite element models have been created with Solidworks and Hypermesh softwares respectively.

Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Bu çalışmada, farklı boyutlara sahip delik ve yüzeysel oluklar işlenmiş PVC köpük içeren denizel sandviç kompozitlerin mekanik davranışları araştırılmıştır. Sandviç kompozit numuneler, vinil ester reçine sistemi ve vakum destekli reçine transfer kalıplama yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Köpük malzemeye kalınlık doğrultusunda farklı delik delme şablonları uygulanmış ve açılan deliklerin infüzyon işlemi sırasında reçine ile dolması neticesinde pim takviyeli köpük yapılar elde edilmiştir. Delik şablonlarının sandviç panellerin düzlem dışı basma ve çekirdek kayma özelliklerine etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Pim takviyeli sandviç numunelerin, %67' ye kadar ulaşan ağırlık artışına karşılık üç nokta eğilme hasar yükleri, düz çekirdek içeren referans panele kıyasla %133.8 artış göstermiştir. Köpük ezilmesine neden olan düzlem dışı basma hasar yükü değerlerinde, köpük malzemenin katı reçine pimleri ile güçlendirilmesiyle maksimum %570 artış sağlanmıştır. Bu sonuçlara ek olarak, çeşitli çekirdek işleme konfigürasyonu uygulanmış PVC köpük içeren sandviç kompozit kirişlerin dört nokta eğilme davranışları deneysel, analitik ve sayısal çözümleme teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Eğilme dayanımı ve efektif eğilme rijitlik değerlerinde, referans numuneye kıyasla sırasıyla maksimum %34 ve %61 oranında artış sağlanmıştır. Orta açıklık sehimi, eşdeğer eğilme rijitliği ve eğilme hasar yükleri hesaplanmıştır. Sandviç kirişlerin eğilme davranışları, yüzey tabakaları lineer ortotropik ve köpük çekirdek davranışını temsilen izotropik sertleşme plastisite (isotropic hardening model plasticity) malzeme modelleri kullanılarak sonlu elemanlar yöntemi (ANSYS yazılımı) ile sayısal olarak analiz edilmiştir. Köpük malzemelerin işlenmesinin infüzyon üretim sistemlerinde reçine akış geçirgenliği sağlamasının yanı sıra sandviç panellerin mekanik performansını artırmak için de başvurulacak basit, uygulanabilir ve ekonomik bir yöntem olduğu görülmüştür., In this study, the mechanical behavior of marine sandwich composites containing PVC foam with holes and surface grooves of different sizes were investigated. Sandwich composite samples were produced using vinyl ester resin system and vacuum assisted resin transfer molding method. Different hole drilling square patterns were applied to the foam material in thickness direction and pin reinforced core structures were obtained as a result of filling holes with resin during infusion process. The effect of hole patterns on out-of-plane compression and core shear properties of sandwich panels was investigated experimentally. The three point bending failure load of pin reinforced sandwich panels increased by 133.8% compared to the reference panel at the expense of increased panel weight up to 67%. Out-of-plane compression failure load causing core crushing increased by 570% by reinforcing the foam material with cured resin pins. In addition, the four point bending behavior of sandwich composite beams containing PVC foam with various core machining configurations was investigated experimentally, analytically and numerically. The bending strength and effective bending stiffness increased up to 34% and 61%, respectively, in comparison to a control beam without core modification. Analytical equations were utilized for calculating the mid-span deflection, equivalent bending stiffness and ultimate bending strength of the sandwich beams. Finite element analysis was also performed to analyze the flexural response of the specimens taking into account the combined effect of orthotropic linear elasticity of the face sheet and the non-linear behavior of the foam core. It has been found that the core cutting of foam materials is a simple, economical and feasible method to improve the mechanical performance of marine sandwich panels as well as to provide resin flow permeability in infusion systems., Bu tez çalışması Balıkesir Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeler Birimi tarafından (2013/08) nolu proje ile desteklenmiştir.

Bu tez çalışması Pamukkale Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (PAUBAP) tarafından 2017FEBE015 nolu proje ile desteklenmiştir. Total kalça replasmanı, kalça ekleminde rahatsızlık olan hastalarda uzun yıllardan beri sıklıkla kullanılan ortopedik bir tedavi yöntemidir. Kalça replasmanı tedavisinde implant, femur kemiği içine çimentolu ve çimentosuz olmak üzere iki şekilde sabitlenmektedir. Çimentolu implantlarda karşılaşılan en büyük problemlerden biri implantın femur kemiği içinde aseptik gevşemesidir. Aseptik gevşeme neticesinde hastanın revizyon ameliyatına girmesi ve implant bağlantısının yenilenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, çimentolu total kalça replasmanının mekaniği üzerinde önemli etkileri olan implant-çimento ve çimento-kemik ara yüzeylerinin mekanik dayanımları deneysel ve nümerik olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda ara yüzeylerin darbe, çekme-kesme ve patlatma dayanımları ve bu dayanımlara etki edebilecek olan implant yüzey pürüzlülüğü, implant malzemesi ve çimento manto kalınlığı gibi parametreler in vitro olarak araştırılmıştır. Nümerik çalışmalarda çimentolu kalça replasmanı tedavisine maruz kalmış bir hastanın kalça eklemi sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmiş ve yürüyüş döngüsündeki bir insanın tek ayak üzerinde olduğu durumda implant-çimento ve çimento-kemik ara yüzeylerinde ne tür gerilmeler meydana geldiği araştırılmıştır. Gerilmelerin büyüklük ve lokasyonları saptanarak farklı implant malzemelerinin bu gerilmelere etkileri saptanmıştır. Ayrıca deneysel çalışmalardan elde edilen dayanım değerleri sonlu elemanlar analizlerinde mukavemet sınırı kabul edilerek çimentolu kalça replasmanının hasar analizi gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarda; aynı yüzey pürüzlülüğü değerinde çimento-kemik ara yüzeyinin implant-çimento ara yüzeyine göre daha mukavemetli olduğu, implant yüzey pürüzlülüğünün artmasıyla ara yüzey dayanımının arttığı, çimento manto kalınlığının 1-3 mm arasında ideal olduğu ve implant malzemesinin ara yüzey dayanımında ciddi bir fark oluşturmadığı görülmektedir. Nümerik çalışmalarda; ara yüzeylerde baskın olan gerilmelerin çekme, basma ve kesme gerilmelerinin olduğu, implant malzemesinin elastikiyet modülünün çimento ve kemik elastisite modülüne yaklaşmasıyla ara yüzeylerde oluşan gerilmelerin azaldığı ve statik yükleme koşullarında bile ara yüzeylerde oluşan gerilmelerin maksimum dayanım değerlerini geçerek implant-çimento ve çimento-kemik ara yüzeylerini yer yer hasara uğrattığı görülmektedir. Total hip replacement is an orthopedic treatment that has been widely used in patients with hip joint disease for many years. In the hip joint replacement, the implant is fixed into the femoral bone in two ways as cemented and uncemented. One of the biggest problems encountered in cemented joint replacement is the aseptic loosening of the implant in the femoral bone. Due to aseptic loosening the patients must have a revision surgery to renew the implant connection. In this study, the mechanical strength of the implant-cement and cement-bone interfaces with significant effects on the mechanics of cemented total hip replacement were investigated experimentally and numerical. In the experimental studies, impact, tensile-shear and push-out strengths of the implant-cement and cement-bone interfaces and parameters such as implant surface roughness, implant material and cement mantle thickness which may affect these strengths were investigated in vitro. In the numerical study, the hip joint of a patient exposed to cement hip replacement was modeled by finite element method and it was investigated what kind of stresses occurred in the implant-cement and cement-bone interfaces in case of one foot on the walking cycle. The magnitude and location of the stresses and the effects of different implant materials on these stresses were determined. In addition, the strength values obtained from the experimental studies were evaluated in the finite element analysis and the failure analysis of the cemented hip replacement was performed. Experimental studies showed thats; the cement-bone interface is more strenght than the implant-cement interface with the same surface roughness, increased interfacial strenght with increased implant surface roughness, the thickness of the cement mantle is ideal between 1-3 mm and implant material has no significant affect on the interfacial strength of implant-cement interface. Numerical studies showed that; the stresses which are predominant on the interfaces are tensile, compression and shear stresses, as the elasticity module of the implant material approaches the modulus of elasticity of the cement and bone, the stresses on the interfaces are reduced and even under static loading conditions, the stresses on the interfaces exceed the maximum strength values and cause damage to the both implant-cement and cement-bone interfaces.

Günümüzde yaşanan göçler, doğum oranındaki artışlar, ortalama ömrün artışı gibi nedenlerden dolayı nüfus hızla artmaktadır. Hızlı nüfus artışı, yerleşim alanlarının ve ulaşım ağlarının hızla genişlemesine neden olup toplu taşıma araçlarının kullanımını da giderek arttırmıştır. Toplu taşıma araçları kullanımının artmasıyla, bu araçlarda uygulanan yeni teknolojiler ve mühendislik yaklaşımları (sürücü ve yolcu ergonomisi, kalite, gürültü ve titreşim seviyeleri, vs.) üretici firmalar tarafından önem kazanmakta, bu alanlarda yapılan Ar-Ge çalışmaları ile firmalar arası rekabet artmaktadır. Bu çalışmada, BMC Otomotiv Sanayi ve Ticaret A.Ş. tarafından tasarlanan motor beşiğinin analitik çözümü, sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla statik analizi‚ modal analizi‚ dinamik analizini içeren sayısal çözümler gerçekleştirilmiştir. Sistemin basit bir matematiksel modeli kurularak MATLAB çözümleri elde edilmiştir. Motor beşiği üzerinde deneysel testler yapılmıştır․ Elde edilen analiz sonuçları test verileriyle karşılaştırılmış ve yapının bu yükler altında mukavim olduğu doğrulanmıştır. Bu benzetim modeli ve çözümler, NX yazılımı içerisinde NASTRAN çözücüsü ile oluşturulmuştur. Population is growing dramatically because of reasons such as migration, increase of birth, increase of life expentancy. Rapid population growth cause settelements and transportation networks to expand and use of public transport vehicles increased. After the public transportation became more popular, new technology and engineering solution ( ergonomics of driver and passenger, quality, noise and vibration levels etc.) that apply on these car are getting more important for manufacturers which challenge each other with research and development activities. In this study, several numerical analysis were applied on engine cradle which designed by BMC including analytical solution of engine cradle, static analysis by using finite elements method, modal analysis, dynamic analysis. MATLAB solution was obtained by preparing simple mathematical model. Experimental testing was implemented on engine cradle. Obtained analysis results were compared with test data and verified that structure is durable under the load. This simulation model and solutions was created with NASTRAN Solver in NX Software. 82

Günümüz rekabet ortamında endüstriyel ürünlerin müşteri talepleri doğrultusunda teknolojik ve fonksiyonel özellikleri sağlamasının yanı sıra, kullanılacak malzemenin mekanik özelliklerinin, malzeme boyutlarının, malzeme maliyetinin ve üretim yönteminin de optimize edilmesi gerekmektedir. İdeal ürün tasarımını elde edebilmek için modelleme çalışmaları ile birlikte sonlu elemanlar analiz işlemlerinin bir arada kendisini tekrarlayan bir iterasyon şeklinde yürütülmesi zamandan ve maliyetlerden tasarruf sağlayacaktır. Bu çalışma kapsamında, polimer gövdeye sahip, 9 mm kalibrelik 86 mm namlu uzunluğuna ve altı yiv sete sahip silah namlusunun sonlu elemanlar analiz yöntemi ile mukavemet analizleri yapılarak optimal namlu tasarımının yapılması hedeflenmiştir. Bu hedefe ulaşabilmek için namlu ve merminin üç boyutlu tasarımları yapılmış ve Ansys Workbench Explicit Dynamics modülüne transfer edilmiştir. Namlu, mermi çekirdeği ve mermi ceketi için sırasıyla AISI 4340, kurşun antimon alaşımı ve pirinç malzeme atamaları yapılmış ve malzeme davranışları içinde Johnson-Cook (JC) malzeme modeli seçilmiştir. Analizlerde, silahın ateşlenmesi sonucunda namlu cidar kalınlığı boyunca oluşan basınç değerleri Vallier-Heydenreich balistik denklemleri kullanılarak hesaplanmış ve merminin namluyu terk edinceye kadar geçen süre içerisinde meydana gelen gerilmeler, termal-elastik -plastik şekil değişimleri ve merminin namlu çıkış hızı değerleri sonlu elemanlar analizleri ile incelenmiştir. Ayrıca merminin namludan çıkış hızı, standart balistik atış düzeneğine sahip laboratuvar ortamında yapılan deneysel atışlarla doğrulanmıştır. Balistik atış deney sonuçları, sonlu elemanlar analizleri ile merminin namludan çıkış hızını ortalama %1,82 hata payı ile tahmin edilebileceğini göstermiştir. Ayrıca, namlu üzerinde maksimum gerilmenin silah ateşlendikten 146 µs sonra, mermi çekirdeğinin plastik şekil değimine başladığı noktada meydana geldiği sonucuna ulaşılmıştır. In this study, it is aimed to make optimum barrel design by carrying out strength analysis with finite element analysis method of gun barrel with polymer body, 9 mm caliber 86 mm barrel length and six groove sets. To achieve this goal, three-dimensional designs of the barrel and projectile were made and transferred to Ansys Workbench Explicit Dynamics module. AISI 4340, lead antimony alloy and brass material assignments were made for the barrel, bullet core and bullet jacket respectively and Johnson-Cook (JC) material model was chosen for the material behavior. In the analysis, the pressure values that occurred during the firing of the gun along the barrel wall thickness were calculated by using Vallier-Heydenreich ballistic equations and the stresses that occurred until the bullet left the barrel, thermal-elastic-plastic strains, strain rates and muzzle velocity values of the projectile were examined by finite element analysis. In addition, the muzzle velocity was verified by experimental firing in a laboratory with standard ballistic firing mechanism. The results of the ballistic firing test showed that the muzzle velocity can be estimated with an average error of 1.82%. It was also concluded that the maximum stress on the barrel occurred at the point where the bullet began to deform plastic 146 µs after the gun was fired. 75

Araçlarda güvenlik elemanı olarak kabul edilen ve yasal zorunluluklara tabi tutulan dış dikiz aynası; sürücünün görüş alanını arttırmasına yardımcı olmaktadır. Ancak dikiz aynasına gelen çeşitli kuvvetler (yol yükleri, aerodinamik yükler) aynada titreşime sebep olmakta ve bu titreşim, görüntü kalitesinin azalmasının yanı sıra trafikte yaya, yolcu ve sürücülerin can güvenliğinin tehlikeye atılmasına sebep olabilmektedir. Bu nedenle, dikiz aynasının modal analizinin yapılarak titreşim davranışının belirlenmesi sürüş güvenliği bakımından önemlidir.Bu çalışmada, bir binek aracı dış dikiz aynasının titreşim performansına etkiyen parametreler tespit edilmiş, sonlu elemanlar modeli oluşturularak aynanın modal analizleri yapılmış ve ilgili parametrelerin etkileri karşılaştırılarak yorumlanmıştır.Belirlenen parametreler yardımıyla plastik bir brakete sahip dış dikiz aynasının dinamik performansı, -araç imalat firmalarının beklentilerini karşılayacak şekilde- arttırılmış ve çekiç testiyle simülasyonlar doğrulanmıştır. The external side view mirror that is assumed as important safety component and is subject to legal regulations helps driver extend driver's field of view. However, various forces (road loads, aerodynamic forces, etc.) acting on the mirror causes undesired vibrations. These vibrations cause a decrease in the image quality of the mirror and life safety risk for driver, passengers and pedestrians.In this study, parameters that affect the vibration performance of the external side view mirror of an automobile were defined. To this end, modal analysis of the mirror system was carried out after a finite element model of the mirror had been built. Influence of these parameters on the mirror was comparatively studied and assessed.By the parameter that determined, dynamic performance of the external rear view mirror which has a polymer bracket was –to meet the expectations of vehicle manufacturer- increased. At the last stage, finite element simulations was validate by hammer test. 75

Bu tezin genel amacı süperiletken elektrik aygıtlarının tasarım ve optimizasyonunda kullanılan sonlu elemanlar yöntemine dayalı olarak geliştirilen hesaplama prosedürünü kullanarak, hem statoru hem de rotoru süperiletkenlerden imal edilmiş ve rüzgar tribünleri için tasarlanmış bir jeneratörün elektromanyetik, termal ve elektro-mekanik analizi yapmaktır. Burada amaç akım veya manyetik alan altında çalışan süperiletken jeneratörde optimum çalışma verilerinin analizini yapmaktır. The general purpose of this thesis is to make the electromagnetic, thermal and electro-mechanical analysis of a generator which is designed for wind turbines and its stator and rotor are made of superconductors by using the calculation procedure developed based on the finite element method used in the design and optimization of superconducting electrical devices. The aim is to analyze the optimum operating data in the superconducting generator operating under current or magnetic field. 0

Günümüzde gelişen teknolojiyle beraber sanal ortamda ürünlerin ve proses tasarımlarının yeterliliğini tespit etmek mümkündür. Bu çalışmada bir araç kayar kapısı elemanı olan kızağın gerdirerek şekillendirme prosesiyle üretiminin sonlu elemanlar metodu kullanarak modellenmesi ve sonuçların fiziksel parça ile doğrulanması üzerine çalışılmıştır. Çalışmanın amacı henüz fiziksel parça üretim aşamasına gelmeden oluşabilecek problemlerin saptanabilmesine yönelik yöntem geliştirilmesidir. Çalışma bir paket sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak gerdirerek şekillendirme işlemiyle kızak üretimi için sonlu elemanlar modeli oluşturulması, simülasyon için girdi verilerin elde edilmesi ve simülasyon sonuçlarının doğrulanması için yöntem geliştirilmesi basamaklarını içermektedir. Nowadays it is possible to determine the sufficiency of products and process designs in virtual environment with the developing technology. In this study, the modeling of a vehicle sliding door's track component's production by stretch forming by using the finite element method and the verification of the results by physical part were studied. The aim of the study is to develop a method to determine the problems that may occur before the physical parts production stage. The study involves the steps of creating a finite element model for the production of a track by stretching forming by using a package finite element software, obtaining input data for simulation and developing a method for verifying simulation results. 63

Bu tezde birçok uygulamalarda kullanılan manyetik dişli çeşitleri incelenmiştir. Yapılan literatür taraması sonucunda medikal bir uygulamada kullanmak üzere, vücuda yerleştirilebilir bir manyetik dişlinin, sonlu elemanlar analizleri ile tasarım optimizasyonunu yapılmıştır. Optimizasyon çalışmaları ile manyetik dişli topolojisinin ve çevrim oranının, manyetik dişlinin performans kriterlerine olan etkisi incelenmiştir. Elde edilen optimum tasarım ile manyetik dişlinin teorik altyapısını oluşturulmuştur., In this thesis, several magnetic gear topologies have been investigated. As a result of the literature review, a design optimization of a implantable magnetic gear with finite element analysis was performed for use in a medical application. With the help of optimization studies, the effect of magnetic gear topology and gear ratio on the performance criteria of magnetic gear was investigated. The theoretical design of the magnetic gear was formed with the optimum design.

Bu çalışmada, mikrodalga kurutmanın, vakum destekli ve vakum desteksiz durumları incelenmiştir. Yapılan deneylerde vakumlu ve vakumsuz ortamda, farklı mikrodalga gücü için patatesin kuruma eğrileri elde edilmiştir. Elde edilen eğriler ile vakumun ve mikrodalga gücünün kurutma hızı üzerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca Comsol Multiphysics paket programı ile vakumlu ortamda ki kuruma davranışı mekanistik model yaklaşımı kullanılarak modellenmiştir. Malzeme içindeki hız dağılımı, basınç dağılımı, sıcaklık dağılımı gibi normalde deney sırasında elde edilemeyecek veriler sayısal analizler yolu ile elde edilmiştir. Deney ve analiz sonuçları karşılaştırılmış, mekanistik modelin avantaj ve dezavantajları üzerine yorumlar yapılarak gelecek çalışmalar için temel oluşturmuştur., In this study, vacuum-assisted and non vacuum-assisted states of microwave drying were investigated. Through the experiments made, drying curves of potatoes were obtained for different microwave power in vacuum and non-vacuum environment. The effects of vacuum level and microwave power on drying rate were investigated with the obtained curves. In addition, drying characteristic in vacuum environment was modeled by using the mechanistic model approach with Comsol Multiphysics package program. Datas, such as velocity distribution, pressure distribution, temperature distribution in the material which can not be normally obtained during the experiment were obtained by numerical analysis. Experimental and analysis results were compared each other and assessment were made on the advantages and disadvantages of the mechanistic model and formed the basis for further studies.

Otomotiv endüstrisinde geniş bir kullanım alanına sahip sac metal malzemeler çeşitli şekillendirme yöntemleriyle üretilebilmektedir. Üretilen parçalar çalışacağı yer dikkate alınarak istenilen toleranslar dahilinde olmalıdırlar. Bu tolerans değerlerini elde etme sırasında bazı problemlerle karşılaşılmaktadır ve bunlardan en önemlisi geri esnemedir. Bu çalışmada, otomotiv endüstrisinde sıkça kullanılan U formlu saclarda şekillendirme işlemi sonrası oluşan geri esneme davranışı sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Geri esneme davranışı; 1; 1,6 ve 2 mm kalınlıklarda, farklı kalitede sac malzemelerde (DP450, DP600, DP800, DP1000), 5°, 10° ve 15° kalıp açıklığında ve farklı dişi kalıp erkek yarıçap değerlerinde (R6, R8, R10, R12, R14) incelenmiştir. DP (çift fazlı) malzemeleri kıyaslamak ve geri esneme ölçümlerini yapabilmek adına sonlu elemanlar analiz (SEA) tabanlı çözüm yapan Autoform programından yararlanılmıştır. Bu parametreler ışığında sacın geri esneme davranışına etki eden faktörler, deneysel ve sayısal farklar grafiklerle açıklanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda deneysel ve sayısal sonuçların birbirine yakın olduğu ve geri esneme miktarının parametrelere bağlı olarak değiştiği tespit edilmiştir., Sheet metal materials which have a wide usage area in automotive industry can be produced by various forming methods. Produced parts should be within the required tolerances considering the place where they will work. Some problems are encountered in obtaining these tolerance values, and the most important one is spring back. In this study, the spring back behavior of the U-shaped parts, which are frequently used in the automotive industry, were investigated numerically and experimentally. The spring-back behavior was investigated; 1; 1,6 and 2 mm thickness, different quality sheet metals (DP450, DP600, DP800, DP1000), 5°, 10° ve 15° die clearence and different die punch radius values (R6, R8, R10, R12, R14). In order to compare the DP (dual-phase) sheet materials and to make the spring back measurements, a finite element analysis program (Autoform) was used. In the light of these parameters, experimental and numerical differences are shown graphically. As a result of the studies, it was determined that the experimental and numerical results were close to each other and the amount of spring back changed according to the parameters.

Binek araçlar için üretilen alüminyum alaşımlı jantlar üretim sürecinde bazı performans testlerine tabi tutulmaktadır. Jant bir emniyet parçası olduğu için, bu testler hem tedarikçi hem de müşteri kanadında büyük önem arz etmektedir. Tasarım sürecinde, optimum tasarımın yapılabilmesi için simülasyonlar ile tasarım desteklenmektedir. Bu simülasyonlardan alınacak doğru sonuçlar, tasarım sürecini hızlandırmak ile birlikte jantta imalattan sonra farkedilebilecek tasarım hatasının da tespit edilmesini kolaylaştırmaktadır. Bu çalışmada alüminyum alaşımlı jant hakkında genel bilgiler verilerek imalat sürecinden bahsedilmiştir. Bununla birlikte janta uygulanan testlerden bahsedilmiştir. Özellikle darbe testi üzerinde durularak, simülasyon ile doğrulanması ve malzeme modelininin geliştirilmesi ve detaylandırılması üzerinde çalışılmıştır. Çekme testlerinden elde edilen veriler analiz edilmiş, Johnson-Cook malzeme modelinde şekil değişim hızı (strain rate) etkisi incelenmiş ve simülasyon sonuçlarına olan etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, şekil değişim hızının nümerik sonuçları değiştirdiği ve daha gerçekçi simülasyonlar elde edilmesi için bunun bünyesel malzeme modeline katılması gerektiği çıkarımı yapılmıştır., Aluminum alloy wheels for passenger cars are subjected to some performance tests in the production process. These tests are so important for the supplier and the customer because of the wheel is a safety part of a car. In the design process, the design is supported by simulations to ensure optimum design. Accurate results from these simulations allow to accelerate the design process and make it easier to detect the design error that may be noticed on the wheel after manufacture. In this study, fundamental procedures about aluminum alloy wheel is given and manufacturing process is mentioned. Moreover, the tests applied to the wheels are mentioned. It is mostly here is focused on physical impacts tests and their numerical validation by governing a proper constitutive material model. The data obtained from tensile tests are analyzed, strain rate effect is investigated in Johnson-Cook material model and its effects on simulation results are examined. As a result, it is concluded that the strain rate affects the numerical data which shows that it should be included in constitutive material model to obtain more realistic simulations.

Joule-Thomson tipi soğutucular reküperatif olup giriş ve çıkış taraflarında aynı akışkan bulunur. Çıkış tarafında bulunan düşük sıcaklıktaki akışkanın giriş tarafındaki akışkandan ısı çekmesiyle ön soğutma sağlanır. Asıl sıcaklık düşüşü ön soğutma sonrasında sıkıştırılabilir gerçek gazların ani genişlemesi sebebiyle oluşan Joule-Thomson etkisinden kaynaklanmaktadır. Hızlı soğuma, yüksek debili soğutucu akışkanın kullanılması ile gerçekleşmektedir. İstenilen sıcaklığa ulaşıldıktan sonra gaz tüketimini azaltmak için bir akış kontrol biriminin kullanılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada öncelikle Joule-Thomson tipi soğutucularda kullanılan akış kontrol yapıları araştırılmış, ancak sadece körük tipi akış kontrol birimini içeren Joule-Thomson soğutucular üzerinde çalışılmıştır. Körükler akış kontrol birimi için yaygın olarak kullanılan bir çözümdür. Oda şartlarındaki gaz ile basınçlandırılan körüğün içindeki gazın sıcaklığı, soğutucudan geçen gazın sıcaklığının kriyojenik sıcaklıklara ulaşmasıyla birlikte azalacaktır. Dolayısıyla körük içerisindeki gazın basıncı da azalarak, körük büzülmeye başlayacaktır. Körük üzerinde debiyi ayarlamak için bir iğne yapısı bulunmaktadır. Körüğün büzülmesiyle oluşacak yer değiştirmeye bağlı olarak iğne de körük ile birlikte harekete eder. Sıcaklık düştükçe, iğne orifis alanını daraltır. Temel olarak körük tipi akış kontrol yapılarının çalışma prensibi bu şekilde ifade edilebilir. Bu çalışma, Joule-Thomson tipi soğutucularda bulunan körük tipi akış kontrol biriminin tasarımına etki eden parametrelerin incelenmesi amacıyla yapılmıştır. Çalışmada ihtiyaç duyulan hareket miktarına bağlı olarak körüğün boyutlarını belirlemek için bir yaklaşım geliştirilmiştir. Farklı boyutlardaki körükler literatürde yer alan ve boyutları bilinen bir J-T soğutucu içerisine yerleştirilmiş ve sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla ilk etapta literatürde yer alan yöntemler kullanılarak J-T soğutucu üzerinde kararlı hal durumundaki sıcaklık dağılımı hesaplanmıştır. Yüksek basınçla giren akışkan ve düşük basınçla çıkan akışkan için literatürde ortaya konulmuş olan süreklilik, momentum ve enerji denklemleri tek boyutta sonlu farklar metodu kullanılarak "MATLAB" yazılımı ile çözülmüştür. Soğutucu akışkan olarak argon gazı kullanılmıştır. Termofiziksel özellikler MBWR hal denklemi kullanılarak elde edilmiştir. Soğutucu üzerindeki sıcaklık dağılımı, körük üzerindeki sıcaklık dağılımının ve içerisinde bulunan gazın kararlı hal durumundaki basıncının hesaplanması için sınır şartı olarak belirlenmiştir. Bu hesaplama da ANSYS ticari yazılımı (sonlu elemanlar modeli) kullanılmıştır. Gazların ısı iletkenlik katsayı değerleri sıcaklığa ve son basınçlarına bağlı olarak hesaba katılmıştır. Kararlı hal durumunda körük içerisindeki son basıncın bulunmasının ardından körüğün başlangıç durumuna göre ne kadar büzüldüğü hesaplanmıştır. Bu hesaplama da ANSYS ticari yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Problem iki boyutta eksenel simetrik olarak modellenmiştir. Büzülme miktarı "gerçek birim uzama" yaklaşımı kullanılarak lineer olmayan denklemlerin çözülmesiyle bulunmuştur. Körüğe ait temel boyutların (Dış çap, iç çap, cidar kalınlığı, körük adımı iç çapı) basınç üzerindeki etkisini anlayabilmek için boyutlar parametrik biçimde tanımlanmıştır. Dolayısıyla farklı boyutlardaki 108 körük için büzülme miktarı ve başlangıç durumunda içerisindeki yüksek basınçlı gaz sebebiyle oluşacak maksimum gerilme miktarları bulunmuştur. Maksimum gerilme miktarları körüğün yüksek basınçlara dayanımının tespit edilmesi açısından önemlidir. İncelenen 108 farklı körükten güvenli olarak maksimum büzülmenin elde edileceği konfigürasyonlar bulunmuştur. Körük dış çapı büyüdükçe, iç çap, cidar kalınlığı ve körük adımı iç çapı küçüldükçe körüğün büzülme miktarının artacağı tespit edilmiştir. Bunun yanında soğutucunun giriş basıncının körüğün büzülmesi üzerinde çok etkisi olmadığı görülmüştür., Joule-Thomson coolers are recuperative coolers in which the same fluid is used on the inlet and outlet sides. Fluid entering to JT cooler is precooled by lower temperature fluid flows on the outlet side. The actual temperature drop occurs as a result of Joule-Thomson effect in the rapid expansion of compressible real gases after precooling. A flow control unit is required to reduce gas consumption when the desired temperature is achieved.Various flow control units used in Joule-Thomson coolers were researched at the beginning of this study. However, only Joule Thomson coolers having bellow type flow control units have been studied. Pressurized bellows are common devices in order to perform flow control. The temperature of the gas inside the bellow is at room conditions in the beginning. However, it decreases as the temperature of the refrigerant flowing in the cooler reaches to the cryogenic temperatures. Therefore, the pressure of the gas in a bellow will decrease and consequently it begins to contract. There is a needle structure assembling to the bellow to adjust the flow rate. The needle moves with the bellows, thereby depending on the displacement caused by the contraction of the bellow. As the temperature drops, the needle will reduce the flow area in the orifice where the Joule-Thomson effect occurs. Essentially, the working principle of bellow type flow control units can be expressed in this way. This study was carried out to investigate the parameters that affect the design of bellows. At the end of the study, a unique approach has been developed to determine the dimensions of the bellow provide with required displacement. The bellows of different sizes were placed in a J-T cooler in literature which is known dimensions and they are examined. The first analysis in this thesis is calculation of temperature distribution on the J-T cooler in steady-state condition by using the methods in literature. For this aim, governing equations (for continuity, momentum and energy balance) derived in literature for inlet side (high-pressure) fluid and outlet side (low-pressure) fluid are solved by finite difference method in MATLAB software. Argon gas are used as a refrigerant. In addition, the thermophysical properties of this refrigerant are calculated by MBWR state equation solved with another inhouse code. The temperature distribution on the cooler is used as a new boundary condition to calculate the temperature distribution on the bellow and pressure inside the bellows in the steady-state condition. ANSYS commercial software (finite element model) is used in the calculations of whole JT cooler model. The heat transfer coefficients of the gases are calculated according to the temperature and the final pressures. Final pressure inside a bellow is found and contraction rate of the bellow is calculated according to the initial condition. This calculation was also accomplished by using ANSYS commercial software. The problem was modeled as 2-D axisymmetric. The rate of contraction was found by solving non-linear equations using the "log-strain" approach. Dimensions of bellow (Inner and outer diameter of bellow, Wall thickness, gap diameter) are defined parametrically in order to determine the effect of the basic dimensions of a bellow on the pressure. For this reason, the contraction rate for 108 different bellows and the maximum stress that caused by the high-pressure gas in the initial stage are calculated. The maximum amount of stress is important in the determination of the strength of the bellow at high pressures. Safe configurations were found among 108 different bellows that maximum contraction are obtained. It has been determined that as the bellows outer diameter increases and as the inner diameter, wall thickness and gap diameter decreases, the amount of bellow contraction increases. However, it has been observed that the inlet pressure in cryocooler are not effective so much on the contraction of bellow.

Kanatçık tahrik sistemi mühimmata yönelim hareketini sağlayan kanatçıkları hareket ettiren sistemler olup, mühimmatın başarılı bir uçuş yapabilmesi için bu sistemlerin davranışları ile ilgili belirsizliklerin minimum seviyeye indirilmesi oldukça önemlidir. Bu tez kapsamında havadan karaya atılan mühimmatlar için ters krank biyel mekanizmasına dayalı elektromekanik bir kanatçık tahrik sistemi yapısının sistem davranışına etkileri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Bu noktada, isterler göze alınarak sistem tasarımı yapılmış ve aerodinamik yük altında kanatçık hareketlendirilmesini etkileyen mafsal boşlukları ve yapısal deformasyonlar detaylı incelenmiştir. Mekanizma analizleri çoklu cisimler dinamik benzetimleri ile gerçekleştirilmiş ve aerodinamik menteşe kuvvetlerinden kaynaklanan yüklerin sebep olduğu elastik deformasyonlar, değişik kanatçık açılarında sonlu elemanlar benzetimleri ile incelenmiştir. Gerçek zamanlı kanatçık yükleme cihazı kullanılarak, kanatçık tahrik sisteminin kuvvet altında istemsiz kanatçık açı değişimi incelenmiş; elastik deformasyondan ve mafsal boşluklarından kaynaklanan kanatçık açı değişimi, gerçek zamanlı olarak değişik kanatçık açılarında elde edilmiştir. Analitik yöntemlerle kanatçık tahrik sisteminin mekanizma analizi doğrulanmış; öte yandan sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak gerçekleştirilen analizler ile deneysel ölçümlerden elde edilen sonuçlar kıyaslanmış ve yüksek tutarlılık elde edilmiştir The fin actuation system moves the fins that provide the missile guidance. It is very important to reduce the uncertainties about the behavior of these systems to a minimum level so that the missile can make a successful flight. In this study, the system of the structural of electromechanical fin actuation system which is based on an inverted slider crank mechanism effects on the system. Experimental and numerical investigated, for an air to ground missile. Clearance on revolute joint and structure deformation affecting the actuation of the fin under aerodynamic loads have been examined in detail. Mechanism analyzes were carried out by multibody dynamic simulations. The main load acting on the system is due to the aerodynamic hinge forces. The elastic deformations caused by the aerodynamic forces were analyzed using the finite element method for different fin angles. Also, involuntary change of the fin angle has been investigated under the forces which are exerted by using a real-time fin loading system. The variation of the angle of the fin resulting from the elastic deformation and the clearance of revolute joint was obtained in real time at different fin angles. The mechanism analysis of the fin actuation system was verified by analytical methods; on the other hand, the result obtained from the experimental measurements and analyzes performed using the finite element method. Results were compared and a high consistency was obtained between them. İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET -- i ABSTRACT -- ii TEŞEKKÜR -- iii İÇİNDEKİLER -- iv ÇİZELGELER DİZİNİ -- vi ŞEKİLLER DİZİNİ -- vii SİMGELER VE KISALTMALAR -- x 1. GİRİŞ -- 1 2. SİSTEM ÖZELLİKLERİ -- 6 2.1. Kanatçık Tahrik Sistemi (KTS) -- 6 2.1.1.EKTS -- 10 2.1.2.EHKTS -- 12 2.1.3.Aktarma mekanizmaları -- 12 2.1.4.Aktarma elemanları -- 14 3. EKTS MODELLEME -- 18 3.1. Analitik Yöntem ile Kinematik ve Statik Analiz -- 18 3.1.1.Mekanizma kinematik analizi -- 19 3.1.2.Mekanizma kuvvet analizi -- 25 3.2. Sayısal Yöntem ile Kinematik ve Statik Analiz -- 28 3.2.1.3 boyutlu model -- 28 3.2.2.Msc ADAMS® ile sayısal analiz -- 30 4. EKTS SEM ANALİZİ -- 34 4.1. Sonlu Elemanlar Analizleri ve Sonuçları -- 34 5. DENEY TASARIMI -- 42 v 5.1. Test Düzeneği -- 42 5.1.1.Mekanik işleyiş -- 42 5.1.2.Elektriksel işleyiş -- 43 5.2. Aktarma Oranı Doğrulama Testi -- 45 5.3. Boşluk Testi -- 47 5.4. Yüklemeli Test -- 53 6. DENEYSEL ve SAYISAL ANALİZ DEĞERLENDİRMESİ -- 55 7. SONUÇ ve ÖNERİLER -- 62 KAYNAKLAR -- 64 EKLER -- 67 EK-1. Nümerik ve analitik analiz karşılaştırması -- 67 EK-2. SEM analizinde kullanılan yükler -- 68 EK-3. Kodlayıcı -- 69 EK-4. Torkmetre -- 70 EK-5. Boşluk testi grafikleri -- 71 EK-6. Yükleme test verileri -- 73 ÖZGEÇMİŞ -- 82

Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Bu tez çalışmasında, traktör ve iş makinalarındaki ön aks kovanlarının, araç yüklü ağırlığında iken meydana gelen ön dingil reaksiyon kuvvetlerinin etkisi altında oluşan gerilmelerin, sonlu eleman paket programı kullanılarak çözdürülmesi ve elde edilen sonuçların kurulan test düzeneği ile strain gauge üzerindeki direnç değişimi baz alınarak yapılan stress-strain hesaplarının karşılaştırılması amaçlanmıştır. Analiz ve strain gauge hesapları arasında kurulacak korelasyon ile iş makinası ve traktör ön akslarının, zor şartlar altında maruz kaldıkları kuvvet etkisiyle kovanlarda oluşan gerilmelerin boyutunun analiz ortamında belirlenerek emniyet katsayıları ve ömürleri hakkında yorum yapılabilir. Böylece tasarıma hızlı müdahale edilip prototip maliyetlerinin düşürülmesi sağlanmış olacaktır., In this study, it is aimed to solve the stresses generated under the influence of the front axle reaction forces that occur when the front axle casings of the tractor and the heavy duty machines are under the weight of the vehicle is loaded and compare the stress-strain calculations made based on the changed of resistance on the strain gauge on the test setup with the results are obtained. Correlation between analysis and strain gauge calculations and the values of stress caused by the exposed force of the heavy duty machine and tractor front axles under hard conditions can be determined in the analysis environment. The safety factors and their life span can be interpreted. Therefore, the design can be quickly intervened and prototype costs are reduced.

Teknolojinin gelişmesiyle birlikte, insanların hizmetine sunulmuş olan makina, alet ve ekipmanların sayısı hızla artmaktadır. Gündelik hayatta ve hatta iş ortamlarında insanların maruz kaldığı gürültü düzeyleri de aynı ölçüde artış göstermektedir. Kişilerin başta sağlığını olmak üzere, konforunu ve psikolojik karakterlerini olumsuz etkileyen gürültü problemlerini azaltmaya yönelik çalışmalar önem kazanmıştır. Çalışır durumdaki makina, ekipman ve aletlerinin gürültüleri, tasarım sayesinde belirli bir noktaya kadar iyileştirilebilmektedir. Sonraki adımda gürültüyü en az düzeye indirebilmenin yolu, sesin kaynaktan kullanıcıya doğru ilerlediği yol üzerinde bir takım önlemler almaktır. Söz konusu önlemler, ses yalıtımı olarak bilinmekte olup uygun yalıtım malzemeleri ve bunların tasarımları ile gerçekleştirilmektedir. Ses yalıtımı çalışmalarına başlamadan önce, ilgilenilen gürültü kaynağının karakteristiği ve uygulanacak yalıtım sisteminin performansı çok iyi bir şekilde analiz edilmelidir. Gürültü kaynaklarının, frekansa bağlı olarak incelendiği gibi, ses yalıtım amacıyla tasarlanan malzeme, plaka, bariyer veya tasarımların da frekans bantları bazında yalıtım performanslarının bilinmesi ve yorumlanması gerekmektedir. Gürültü kaynağının yorumlanmasında, yüksek ses gücü düzeylerine sahip frekans bantları tespit edilmektedir. Bu frekans bantları, kaynağın ses gücü düzeyini artıran noktalar olup, sönümlenerek veya yalıtılarak alıcıya iletiminin önlenmesi durumunda toplam ses düzeyi iyileştirilmiş olmaktadır. Bu bilgiler ışığında yapılan yalıtım sistemi tasarımları sayesinde başarılı bir biçimde gürültünün kontrolü sağlanmaktadır. Bu çalışmada, bünyesinde meta-yapılar barındıran meta-malzeme plaka sayesinde, istenilen frekans bantlarında, kaynaktan alıcıya ses iletimini önleyen tasarımlar ortaya konmuştur. Bahsi geçen meta-malzeme plakadan kasıt, düz bir plakaya belirli aralıklarla yerleştirilmiş olan birim meta-yapıların eklenmesi vasıtasıyla elde edilen, farklı frekans bantlarında durdurucu filtre gibi çalışan, kaynaktan alıcıya ses iletimini önleyen tasarımlardır. Bu meta-malzeme tasarımlarının ses iletim kaybı davranışlarının incelenmesi amacıyla, sayısal analiz modeli oluşturulmuştur. Bu nümerik model, literatür ve deneysel veri ile doğrulanmıştır. Sonrasında, söz konusu nümerik model üzerinden parametrik çalışmalar gerçekleştirilerek, farklı frekans bantlarında, ses iletim kaybı yüksek meta-malzeme plaka tasarımları oluşturulmuştur. Ayrıca bu çalışma, meta-malzeme tasarımında, odaklanılan frekans bantları için en uygun tasarımı gerçekleştirmeye yönelik izlenmesi gereken yöntem ve metodoloji hakkında bilgi vermeyi hedeflemektedir. With the development of the technology, the number of machines, tools and equipments that are offered to people is rapidly increasing. In everyday life, and even in the industry environment, the sound levels that people are exposed to are also increasing at the same rate. Sound is defined as changes in pressure, sensed by the ear, in air, water, or similar media that radiate as a wave community. The phenomenon of sound propagation and propagation in the environment is due to the vibrations of the particles and their transmission into neighboring particles. The changes that the vibrating particles cause to the air pressure are transformed into electrical signals through the related units in the ear and the hearing activity is realized through the brain conduction. Studies aimed at reducing the noise problems, which negatively affect the comfort and psychological characteristics of the people, especially their health, have gained importance. The noise levels of working machines, equipment and tools can be improved to a certain point through design. The next step is to take some precautions on the way of the sound progresses from the source to the receiever. These studies are known as sound insulation and are realized with appropriate insulation materials and their designs.According to regulations, standards, personal comfort criteria and health restrictions, the issue of noise control has become increasingly important and necessary. Products such as white goods and small household appliances must be optimally designed and optimized acoustically while delivering to the end user with respect to the restrictions imposed. The effectiveness and cost of the materials and designs used for noise control, especially in small household appliances and white goods, are the most important parameters in the cost optimization process and acoustic design process. These parameters are also becoming the most important criteria of the designer and the manufacturer while acoustically improving.For this reason, it has become very important to create optimum designs for the optimization problem that exists directly between the product cost, weight and sound power level parameters, and studies on this issue are increasing day by day.Before starting sound insulation studies, the characterization of the noise source concerned and the performance of the insulation system to be applied should be analyzed very well. It is necessary to know and interpret the insulation performances in terms of the frequency levels of the materials, plates, barriers or designs designed for sound insulation as well as the noise sources, acoustic spectra depending on the frequency. In the spectrum of the noise source, frequency bands with high sound power levels are detected. These frequency bands are points that increase the sound power level of the source and the total sound level is improved if the receiver transmission is prevented by damping or isolation. With this information, isolation system designs that are made in order to successfully control the noise are provided.In this thesis, developed meta-material plate, designed to prevent the sound transmission from the source to the desired frequency bands is presented. The meta-material plate is a design that prevents the transmission of sound from the source to the receiver, acting as a band stop filter at desired frequency bands, obtained by adding unit resonant structures, called as meta-structure, spread periodically on a flat plate.In literature, meta-material work has begun to be studied after 1990. For this reason, few studies are concerned. However, there are studies prepared with the same theoretical background. Literature research has been carried out on designs where the desired sound insulation performance is obtained in certain frequency bands. As a result of the research, different designs and applications have been examined and the design to be done within this study has been determined.In order to solve the noise problems of the products such as white goods and small household appliances, a FEM model was created by using ANSYS to analyze the sound transmission loss (STL) of the meta-material plate designs with meta-structure in order to damp frequency bands which have high sound power level. Harmonic response analysis was performed by the coupled algorithm. During the analysis, the acoustic extension under the structural module is integrated into the program. Analyzes were performed in the range of 500 - 1000 Hz for the center frequency, the lower limit frequency and the upper limit frequency for each octave band in the 1/3 octave band. Parametric studies have been carried out using the numerical analysis model which has been verified by literature and experimental study. The experimental study was carried out by using twin alpha cabinet measurement system. The test setup contains two standard alpha cabins on the right and left. There is a sound source in one of the cabinets. Measurements are taken by the microphones in both cabinets. The test sample is fixed in the frame located in the middle section of the two cabinets. The sound transmission loss values are obtained by inserting the sample between the two enclosed volumes, for the panels and compartments, the source and the receiving room. The numerical analysis made with the meta-material was compared with the result of the sound transmission loss experiment performed on the twin alpha cabinet setup. The result of the numerical analysis and the result of the experimental work was overlapped.While designing the meta-material, the most important criteria is the first natural frequencies of the added meta-structures. The first natural frequencies have been estimated by the finite element method. It is the fact that, first natural frequencies are close to the frequency bands where the sound transmission loss (STL) reaches the maximum value. According to this approach, meta-material design was changed parametrically. By means of parametric change, meta-materials designs, which have different natural frequency behaviors, were obtained. With parametrically modified designs, natural frequencies were estimated and acoustic analysis were performed, respectively. In this way, meta-material designs with different sound transmission loss behavior were obtained. It has been observed that each of these designs has superior sound transmission loss characteristics in different frequency bands. This result has allowed the presentation of meta-material designs that influence transmission of the frequency-based sound waves. As a result of the parametric studies, the sound transmission loss behaviors of the meta-materials were observed, interpreted. Suitable meta-material designs were decided according to the sound power level spectra of the interested products. In this study, the material type and characteristics were determined as DuraformPA. All numerical analysis, prototype production and experiments were carried out using this material type. Since, the aim is to examine the behavior of the transmission loss of meta-materials and to expand this work with parametric designs. Additionally, this study is carried out with only one meta-structure geometry. The critical dimensions of a fixed meta-structure geometry has changed, but its shape remains the same. In subsequent studies, this presented meta-material design study can be developed by examining for different types of materials and geometries.In addition, this study aims to provide information about the method or methodology to be followed in designing the meta-material in order to implement the optimum design for the focused frequency bands. 99

İnce cidarlı tüpler, hafif olmaları yanında sahip oldukları üstün enerji sönümleme kabiliyeti nedeniyle otomotiv endüstrisinde geniş kullanım alanına sahiptir. Son zamanlarda ince cidarlı tüplerin yapısal olarak sahip olduğu tüp boşluğunun basınçlı hava veya köpük malzemelerle doldurulması konusuna olan ilgi giderek artmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada basınçlandırılmış ince cidarlı tüplerin statik ve dinamik basma davranışları deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Statik deneyler farklı iç basınçlardaki tüplerle gerçekleştirilmiştir. Dinamik deneyler farklı iç basınçlara sahip tüplerde farklı çarpma hızlarında yapılmıştır. Sayısal modellerde iç basınç etkisi için Arbitary Lagrangian Eulerian (ALE) yaklaşımı kullanılmıştır. Sayısal analizler eksenel yükleme altında; cidar kalınlığı, iç basınç ve darbe hızı etkileri incelenecek şekilde düz ve konik tüpler için ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, eğik çarpma durumu ile iç basınç arasındaki ilişkinin incelenmesi amacıyla sayısal analizler yapılmıştır. Analizler sonucunda çarpma kuvveti, sönümlenen toplam enerji ve iç basınç değerlerinin deformasyon mesafesi ile değişim grafikleri elde edilmiştir. Buna ilaveten basınçlandırılmış tüpler için yüksek çarpma hızlarında iç basınçtaki ani değişimler ve basınç dalgası oluşumu incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda basınçlandırılmış tüpler için katı akışkan etkileşimli modeller başarılı bir şekilde kullanılmıştır. İç basınç etkisiyle tüp deformasyon şeklinin değiştiği, ortalama çarpma kuvveti değerinin ve sönümlenen toplam enerji miktarının önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Thin-walled tubes have a wide range of applications in automotive industry due to their superior energy absorbing capability as well as their lightweight. Recently, there has been a growing interest in filling in the gaps of tube with pressurized air or foam materials. For this reason, the static and dynamic compressional behaviours of pressurized thin-walled tubes were experimentally and numerically investigated. The static experiments were carried out with tubes at different internal pressures. The dynamic experiments were carried out using a gas gun test setup at different projectile velocities for with different internal pressures. Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) approach was used to model the air in numerical models, which variable pressure effects during tube deformation were therefore taken into consideration. Numerical analysis under axial loading were run to examine the influence of both wall thickness- internal pressure relationship and impact velocity effects for each flat and conical tubes. Also, to investigate the relationship between oblique impact and internal pressure a few numerical analyses were carried out for the flat tubes. From the analyses, the curves of the impact force, absorbed total energy and internal pressure distribution with respect to deformation amount were obtained. In addition, sudden changes in internal pressure and the occurrence of pressure waves at high impact velocities for pressurized tubing have been investigated. It has been observed that the internal pressure changed both the tube deformation the modes and the value of the average impact force. In addition, the amount of absorbed total energy seriously increased. 105

Çubuklar, diğer yapı elemanlarına göre, basitliklerinin getirdiği kullanım yaygınlığı sebebiyle mühendislik alanında oldukça önemli bir yere sahiptir. Geniş kullanım alanları sebebiyle çubuklar, yıllar boyunca araştırmacılar arasında önemli ve popüler bir konu olmuş ve olmaya da devam etmektedir. Çubuklar düz veya eğri gibi farklı formlara sahip olabilmekle birlikte, bu tez çalışmasında ele alınan eğri eksenli çubuklardır.Bu çalışmada, ekseni üzerindeki herhangi bir konumda ve derinlikte çatlağa sahip olan sabit eğrilikli ve sabit kesitli eğri eksenli çubuklar için, yeni bir çatlaklı çubuk sonlu eleman formülasyonu geliştirilmiş ve kesin çözümden uyarlanmış sonlu eleman yöntemi uygulanmıştır. Ardından bu yeni geliştirilmiş çatlaklı çubuk eleman ile kurgulanmış sonlu eleman yöntemi, ters problem için kullanılmış ve doğal frekans değerleri bilinen çatlaklı bir çubuk için, çatlağın eksen üzerindeki konumu ve derinliği tespit edilmiştir. Ters problemin çözümünde bir optimizasyon yöntemi olan genetik algoritma kullanılmıştırBirinci bölümde, çubuk teorisi hakkında kısaca bilgi verilmiş, çalışmanın amacı ve kapsamı belirtilmiştir. Çubuk üzerindeki çatlağa yönelik yapılan çalışmalar incelenmiş. Ardından çubuk üzerindeki çatlağın tespiti için kullanılan ters problemin çözümü için, literatürde kullanılan yöntemler hakkında bilgi verilmiştir.İkinci bölümde, değişken eğrilikli ve değişken kesitli eğri eksenli çubukların düzlem içi genel denklemleri verilmiştir. Ardından çember eksenli ve sabit kesitli eğri eksenli çubuklar için düzlem içi statik denklemlerin başlangıç değerleri problemi yoluyla çözümü verilmiştir. Asal matrisin terimleri elde edilmiştir.Üçüncü bölümde, bir önceki bölümde elde edilen eğri eksenli çubukların statik denkleminin analitik çözümü kullanılarak, sonlu eleman formülasyonu uyarlanmıştır. Çember eksenli ve sabit kesitli, üzerinde çatlak ve benzeri herhangi bir hata bulunmayan bir çubuk elemanının rijitlik ve kütle matrisleri elde edilmiştir.Dördüncü bölümde, kırılma mekaniği hakkında kısaca bilgi verilmiş, çatlağın çubuk üzerindeki etkisinden bahsedilmiş ve çatlağın yarattığı yerel esneklik matrisi elde edilmiştir. Ardından çubuk ekseni üzerindeki herhangi bir konumda ve derinlikteki çatlağa sahip bir çubuk için, yeni bir çatlaklı çubuk eleman geliştirilmiştir. Bu yeni çatlaklı çubuk eleman için rijitlik matrisi elde edilmiştir.Beşinci bölümde, daha önceki bölümlerde elde edilen çatlaksız ve çatlaklı çubuk elemanların rijitlik ve kütle matrisleri kullanılarak modellenmiş çember eksenli ve sabit kesitli eğri eksenli çubukların özdeğer problemleri çözdürülmüş ve hem çatlaksız hem de çatlaklı eğri eksenli çubuklar için doğal frekans değerleri elde edilmiştir. Elde edilen doğal frekanslar, hem literatürdeki çalışmalar ile karşılaştırılmış; hem de İstanbul Teknik Üniversitesi Makina Fakültesi'ndeki Mukavemet Birimi Laboratuvarı'nda yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.Altıncı bölümde, ters problem hakkında kısaca bilgi verilmiş, bir optimizasyon yöntemi olan genetik algoritma (GA) tanıtılmıştır. Ardından bir önceki bölümde verilen çatlaksız ve çatlaklı çubukların doğal frekansları kullanılarak, GA yardımıyla çatlağın eksen üzerindeki konumu ve derinliği tespit edilmiştir. Yedinci bölümde, çalışmanın kapsamı kısaca ele alınmış, elde edilen sonuçlar yorumlanmış ve yeni önerilerde bulunulmuştur. Beams, comparing with any other structural elements, have a very important role in engineering field considering their common usage due to their simplicity. This makes them a very hot topic for researchers from past to present throughout the centuries. Beams have a variety of forms according to their geometry such as straight, curved, tapered. However, only the curved beams are considered in this study.A structure has a design aim to fulfil during service. Beams are the main elements to build the structure and every one of them is very important for that structure to meet the design criteria. However, a notch or crack in the beam, dramatically reduces the life span of the beam and this might create a catastrophic failure if it's not detected on time. There are some methods to detect the crack in the beam, however they can be very expensive or very time consuming. This study aims to create a faster, easier way to detect the crack by using finite element method.In this study, a finite element formulation is derived from analytically solved static problem considering a cracked beam with constant curvature and constant cross-section. Since the basis of the formulation derived from the exact solution, it has no simplification. This means that, shear deformation, axial deformation and rotatory inertia is not neglected. Then, a new curved cracked beam element is introduced. This new cracked curved beam element contains a crack on an arbitrary location and arbitrary depth which can be defined by the user. Using this new cracked curved beam element's and also the intact beam element's stiffness and mass matrices, intact and cracked curved beams are modelled with the finite element formulation which is derived from exact solution. Those modelled intact and cracked curved beams are then used to solve the inverse problem in order to find the crack parameters such as location and depth. During the inverse problem, genetic algorithm (GA) is implemented as an optimization method. Main aim of this study is to detect the crack's location and depth with using a new cracked curved beam element. A crack on the beam creates a local flexibility. In the light of this phenomena, a local flexibility matrix is constructed and transfer matrices are used to define this local flexibility on the intact curved beam element. By doing so, a new cracked curved beam element that contains a crack is then ready to be used to formulate the finite element method. Since this new cracked curved beam element contains an inherent crack, it can be used to model any number of crack in the beam. In this study, only one crack is considered since the main focus is to prove that the new cracked curved beam element is sufficient enough to model the curved cracked beam.In the first chapter, a general view for curved beams, where they are used and their importance is presented. After that, the presence of the crack and its effect on the beam is given. A detailed review for the studies in the literature about cracks in the beam is stated. These studies contain the effect of the crack to the beam considering vibration properties such as natural frequency and mod shapes. It is stated that the crack induces a local flexibility and diminishes the natural frequencies of the beam. It is seen from these studies that, there are many ways to model the crack, but generally the crack is modeled as link or spring. After generic information about the crack, the studies in the literature about inverse problem is given. It is declared that, the inverse problem needs to be solved in order to detect the cracks in the beam. Main idea of the inverse problem is the find the crack parameters such as location and depth of the crack. The inverse problem is approached from many different ways by researchers. Conventional hard computing methods are very time consuming considering an inverse problem. It is observed that the overall consensus if to use an optimization method to solve the inverse problem. That's why, it is mainly solved by the optimization methods such as genetic algorithm, neural networks, fuzzy logic. Papers which uses those different optimization methods for the inverse problem to detect the crack are documented. In this study, an optimization method called genetic algorithm is used in order to perform inverse problem.In the second chapter, in-plane governing equations of a curved beam are presented for the static problem. After that, initial value boundary problem is used to solve those in-plane equations. The resultant equations are given. These exact solutions are valid for any curved beam, including those curved beams which have variable curvature and variable cross-section. The solution also does not depend on the loading and boundary condition. Then, considering a curved beam with a circular curvature and constant cross section, analytical expressions of the fundamental matrix is derived.In the third chapter, finite element method is derived from the exact solution. Two-node six degree of freedom beam element is presented for the flawless curved beam. Using the fundamental matrix which was obtained in the previous chapter, the stiffness matrix for the intact beam element is constructed. Also the generic kinetic energy expression is used to obtain the mass matrix of the beam element. Considering those matrices, the classic finite element assembly is sufficient to model the flawless curved beam.In the fourth chapter, a brief review about the fracture mechanics is given. Stress intensity factors and the fracture modes are presented. Using the energy method approach, the local flexibility induced by the crack is found. A local flexibility matrix is constructed. With the help of the transfer matrices, a new cracked curved beam element which has a crack on an arbitrary location and depth is obtained. Using this new beam element, a curved beam with a crack can be easily modelled.In the fifth chapter, previously found stiffness and mass matrices of intact and cracked beam element are used to assemble the beam and then eigenvalue problem is solved to obtain the natural frequencies. It needs to be stated that the mass matrix for the intact and the cracked beam is the same. After that, studies in the literature which calculates the natural frequencies analytically and experimentally are presented. A comparison is made between the results of this study and the studies in the literature. It is stated that the results of the studies in the literature and this thesis study are well met.In the sixth chapter, the importance of the detection of the crack is given. The inverse problem is defined. It is stated that the any hard computing method is inadequate when the problem is very complex and hard to solve. It would require a lot of time to solve those problems with hard computing methods. It is described that, the inverse problem in this thesis study is the detecting the crack's location and depth on a curved beam with a circular curvature and constant cross-section. In order to detect the crack, previously found natural frequencies are used. Those frequencies are the product of a beam that is modeled with the new cracked beam element. Methods to solve the inverse problem is then defined. Although there are many ways to solve the inverse problem, an optimization method which is called genetic algorithm is chosen. General review of the genetic algorithm is presented. The cost function of the optimization problem is given. Relative error is used as the cost function. The difference between intact and cracked beam regarding experimentally determined natural frequencies is presented. After that, the difference between intact and cracked beam, which are constructed with the method of finite element, considering natural frequencies is found. These two sets of differences are then used on the cost function. By doing so, it is wanted to diminish the errors of the experiment. Also the weighting factor is determined. This factor is used to reduce the effect of the measurement noise. Moreover, using the natural frequencies of an intact and the cracked beams as an input, inverse problem is solved to detect the crack's location and depth. At first, arbitrary chosen crack parameters are tried to be found. Secondly, the natural frequencies, which is presented in the study in the literature, is used to see the efficiency of the new cracked beam element. Thirdly, an experiment in the laboratory of Istanbul Technical University is made and the natural frequencies from that experiment is used to solve the inverse problem to find the crack's location and depth. It is stated that the finite element formulation with a new cracked beam element which is presented in this thesis study is giving coherent results with an acceptable absolute error.In the seventh chapter, the scope of the study is given with results and discussions. Also some suggestions are made for the further studies. 75

ÖZETYÜKSEK SICAKLIK VE BASINÇ ALTINDA ÇALIŞAN BİR SANTRİFÜJ POMPANIN ŞASİ VE GÖVDE GERİLME ANALİZİDünya nüfusunun artması, teknolojik gelişmeler ve globalleşen dünya üretimlerde rekabet ortamını giderek arttırmaktadır. Bunların yanı sıra piyasadan gelen taleplere hızlı cevap verilmesi, kalite ve sürekliliğin yerine getirilmesi gerekmektedir. Özellikle ilaç, enerji, petro-kimya ve kağıt endüstrisi gibi hayatı birçok alanda etkileyen sektörlerde, yüksek güvenilirlik ve hassasiyet gerektiren sistemlerin taleplerinin giderilmesi büyük önem taşımaktadır. Pompa ve pompa sistemleri, üretim süreç taleplerinin karşılanması açısından proseslerin kalbi olarak sayılabilmektedir. Bu yüzden 7/24 çalışmakta olan bu proseslerde, pompalardan öncelikli beklenti yüksek güvenilirlik ve süreklilik olmuştur.Son yıllarda gelişen bilgisayar teknolojisi ile birlikte, pompa tasarım aşamalarında yapısal ve akış analizlerinin sayısal olarak incelenmesine imkan vermiş, tasarımların iyileştirilmesi ve optimize edilmesi sanal ortamında yapılarak kalıp, model ve deneysel maliyetlerin en aza indirgenmesine ve zaman kayıplarının azaltılmasına olanak sağlanmıştır.Bu çalışmada API 610 standart’ına göre tasarımı yapılmış bir uçtan emişli konsol tip pompada meydana gelen gerilme, deformasyon, et kalınlığının uygunluğu ve mil deformasyonun uygunluğunun tespiti amacıyla, bilgisayar ortamında sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analizler yapılmıştır. Sayısal analizler ANSYS Workbench ticari yazılımı altında gerçekleştirilmiştir. Birinci statik analiz durumunda pompa gövdesine uygulanan maksimum basınç altında hesaplanan et kalınlığının kontrolü yapılmıştır. Gövde üzerinde meydana gelen gerilme ve deformasyon değerleri ölçülerek, hesaplanan gövde et kalınlığı optimize edilmiştir. İkinci statik analiz durumu, pompa emme ve basma flanşlarında meydana gelen flanş yüklerinin etkisinden kaynaklı, pompa mili ve salmastra yatağında meydana gelen deformasyon ve gövde üzerinde meydana gelen gerilme değerleri incelenmiştir. Deformasyon değerlerinin azaltılmasına ilişkin, mil deformasyonunu doğrudan etkileyen pompa şasinin farklı modelleri tasarlanmıştır.--------------------ABSTRACTBASEPLATE AND BODY STRESS ANALYSIS OF A CENTRIFUGAL PUMP WORKING UNDER HIGH TEMPERATURE AND PRESSUREIncreasing world population, developing technology and globalization lead to a harder competition in industrial environments. Furthermore, fast response to customer demands, ensuring high quality and its sustainability is given priority. Especially in sectors affecting daily life like pharmaceutical, chemical, energy, petrochemical, pulp and paper industries it is crucial to meet the demands of systems which require high reliability and sensitivity. Pumps and pumping systems can be named as the heart of production processes. Therefore, in this kind of processes running 7/24, prior expectation from pumping units is high reliability and sustainability.Recent advancements in computer technology enabled to conduct numeric calculations for static and CFD analysis in pump design. It is made possible to make the design optimization in digital platform thus reducing molding, prototype production and experimental validation costs and accordingly save considerable amount of time.In this study, static analysis is conducted for a API 610 overhung pump using finite element method in ANSYS Workbench platform. It is aimed to calculate the stress and deformation field and to check whether allowable shaft deformation criteria is achieved. In the first step specified volute thickness is checked under maximum allowable working pressure. Stress and deformation field are controlled at various sections and thickness is optimized step by step accordingly. In the second step, pump shaft deflection, stuffing box deflection and stress values at volute are analyzed under suction and discharge flange loads. Different baseplate configurations are designed which has direct influence on the shaft deflection values.

Gerçekleştirilen çalışmada tek “L” tipi bağlantıların çekme yükü altındaki davranışları sayısal ve deneysel olarak araştırılmıştır. Birleştirilen malzeme olarak 2 mm, 3 mm ve 4 mm kalınlıklarındaki alüminyum kullanılmıştır. Bindirme uzunluğu olarak 10 mm, 15 mm ve 20 mm seçilmiştir. Bağlantılar alüminyum ve çelik olmak üzere iki farklı perçin ve 3M 2216 marka epoksi bazlı yapıştırıcı ile gerçekleştirilmiştir. Deneyler 5 kN yük hücresine sahip Shimadzu universal test cihazıyla yapılmıştır. Sayısal çalışma gerçekleştirilirken sonlu elemanlar analiz programı Ansys Workbench kullanılarak deneysel çalışma ile aynı özelliklerde modeller oluşturulmuştur. Sonuçlar tüm modeller için en mukavemetli numunelerin 20 mm bindirme mesafesine sahip numuneler olduğunu göstermiştir. Çelik perçinli modeller alüminyum perçinli olanlara göre daha yüksek mukavemete sahiptir., Tensile behavior of single “L” type joints investigated experimentally and numerically. 2 mm, 3 mm and 4 mm was choosen as adherend thickness 10 mm, 15 mm and 20 mm selected as overlap length. Adherends joined with 3M 2216 epoxy based adhesive and steel and aluminium rivets. Tensile testsing of jonts was carried out Shimadzu universal testing machine with 5 kN loadcell. Ansys Workbench was used for finite element analysis. Results showed that models with 20 mm overlap length has highest strength. Models with steel rivet has higher strength than models with aluminium rivets for all overlap lengths.

Havacılık tarihi, 1903 yılında Wright kardeşlerin ilk motorlu uçuşu ile başlamakta ve 20 yüzyıla kadar motorlu uçaklar üzerindeki çalışmalar havacılık tarihinde önemli bir rol almaktadır. Yolcu uçaklarının zamanla havacılık sektöründe önemli bir sektör haline gelmesi ile birlikte bu uçaklar üzerine yapılan çalışmalar artmakta ve yüksek kapasiteli, performanslı yolcu uçakları hava yolları şirketlerinin envanterlerine girmektedir.17 Eylül 1908 yılında ilk motorlu uçak kazasının meydana gelmesi ve zaman içerisinde artan motorlu uçuşlar ile birlikte kaza oranlarında da artışların gözlemlenmesi hem büyük maddi kayıplara hem de can kayıplarına yol açması uçuş emniyeti kavramını ortaya çıkarmıştır.Uçuş emniyeti kavramının ortaya çıkması ile birlikte uluslararası düzeydeki havacılık otoriteleri olan ICAO, JAA, EASA ve Eurocontrol tarafından uçuş emniyeti kuralları denetim altına alınmaya başlanmıştır. Türkiye' de havacılık otoritesi olarak EASA, FAA ve SHGM ile çalışılmaktadır. Hava araçları ve ekipmanlarının üretimlerinin yapılabilmesi için bu otoriteler tarafından uçuşa elverişlilik gerekliliklerinin tamamlanması gerekmektedir.1930 yılından sonra uçaklarda kabin içi mutfak ekipmanları kullanılmaya başlanmıştır. Dünya' da kabin içi mutfak ekipmanlarının üretimini yapan bir çok firma bulunmakla birlikte ülkemizde 2010 yılında kurulmuş olan TCI Kabin İçi Sistemleri A.Ş şimdiye kadar bir çok kabin içi mutfak ekipmalarının tasarım, üretim ve sertifikasyon aşamalarını başarıyla gerçekleştirmiştir.Bu tez çalışmasında TCI Kabin İçi Sistemleri A.Ş tarafından Airbus A330-300 uçağına ait G1A kabin içi mutfak ekipmanının tasarım, üretim çalışmaları anlatılmış, yapısal sertifikasyon aşamaları hakkında detaylı bilgi verilmiştir.Uçaklarda kullanılan malzemelerin düşük ağırlığa ve yüksek dayanıma sahip olması gerektiğinden dolayı en yaygın olarak kullanılan malzemeler arasında kompozit malzemeler bulunmaktadır.Kompozit malzemeler içerisinden bal peteği sandviç malzemeleri kabin içi mutfak ekipmanlarında kullanılan en yaygın malzemelerdir. Bal peteği sandviç kompozit yapıları bir çok malzeme konfigürasyonuna sahiptir. Bal peteği sandviç kompozit yapı malzemelerinin hücre yapısı, yüzey ve yapıştırıcı seçimlerini etkileyen dayanç, özgül dayanç, yapıştırıcı performası gibi yapısal etkiler bulunmakla birlikte yangına karşı hassasiyet, ısı iletimi, akustik ve nem gibi çevresel etkiler de bulunmaktadır.Bal peteği sandviç kompozit yapılar ile yapılan tasarımlarda yüklerin uygulanması sonucu meydana gelen gerilmelere, deformasyonlara ve kesme oranlarına dikkat edilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında aynı zamanda bal peteği kompozit malzemelerinin dayanım, rijitlik, panel burkulması, kesme kıvrımı, yüzey ezilmesi, hücreler arası kıvrılma, bölgesel basınç sonucu oluşan hasar oluşum türleri hakkında detaylı bilgiye de yer verilmiştir.Bölüm 3' de bal peteği sandviç kompozit yapılarının üretim yöntemlerine ve mekaniksel özelliklerine yer verilmiştir. Bu mekaniksel özellikler sertifikasyon çalışmalarındaki yapısal analiz çalışmalarında yardımcı olmuştur.Kabin içi mutfak ekipmanlarının yapısal analiz sertifikasyon çalışmaları tasarım süreci ile başlamaktadır. Tasarım süreci, sırası ile master (ana) geometrinin oluşturulması, panel tasarımları, uçak bağlantı noktalarının tasarlanması, ekipmanların yerleştirilmesi ve yapısal iyileştirmelerin yapılması şeklinde gerçekleşmiştir.CATIA V5 ile yapılan tasarım çalışmalarından sonra MSC firmasına ait APEX programı ile sonlu elemanlar modeli hazırlanmış ve meshleme işlemi gerçekleştirilmiştir. PATRAN programına alınan sonlu elemanlar modelinin bağlantı parçalarının modellenmesi sonrasında malzeme tanımlamaları yapılmıştır. Gerekli yüklerin hesaplanması ile birlikte bu yükler PATRAN programındaki noktasal kuvvet ve noktasal ağırlıklardan yararlanılarak tanımlanmıştır. Sınır koşullarının da tanımlanması ile birlikte sonlu elemanlar modelinin NASTRAN programında yapılacak olan çözümü için hazır hale gelinir.Analizin koşturulmasından önce, analiz sonuçlarını olumsuz etkilememesi amacı ile sonlu elemanlar model kalitesinin kontrolü yapılmıştır. Bu kontroller arasında eleman kalitesinin kontrolü, malzeme oryantasyonunun kontrolü ve uygulanan yük ile bağlantı bölgelerinden elde edilen yüklerin karşılaştırılarak kontrol edilmesi bulunmaktadır. Bu kontroller sonucunda modellerde herhangi bir olumsuz durum olmadığı belirlenmiş ve model NASTRAN programında çözdürülmüştür.NASTRAN programında çözümün yapılması sonucunda, üst ve alt bağlantı bölgelerinde oluşan yüklerin ve ekipman üzerindeki belirlenen kritik noktaların deformasyon okumaları yapılmıştır. Okunan yükler ve Bölüm 4' te detaylı olarak verilen denklemler yardımı ile uçak bağlantılarında bulunan profillerin güvenlik faktörleri hesaplanmıştır. Üst bağlantılarda oluşan kuvvetlerin ve kritik noktalardan okunan deformasyon değerlerinin daha sonra yapılacak olan yapısal testler ile karşılaştırılmaları yapılacaktır.Sonlu elemanlar analizinin tamamlanması ve havacılık otoritesi EASA tarafından onaylanması ile birlikte üretimi de tamamlanmış olan kabin içi mutfak ekipmanı, 9.0G ileri yönündeki yapısal testinin yapılması amacı ile test alanına alınmıştır.Yapısal testlerin gerçekleştirilmesi için test fikstür, spring plate, dummy parçaları, yük ağaç yapısı ve data kayıt sistemi gibi test ekipmanları kullanılmaktadır. G1A kabin içi mutfak ekipmanının test sırasında konumlandırılması amacı ile test fikstürleri kullanılır. Test fikstür ile kabin içi mutfak ekipmanlarının bağlantıları arasında uçak profillerinin katılık derecelerini simule eden spring plate test ekipmanı kullanılır. Test sırasında kabin içi mutfak ekipmanlarındaki konfigürasyonların test sırasındaki davranışlarını simule etmek ve orijinal parçalarının zarar görmesini engellemek amacı için ise benzer boyut ve bağlantılara sahip olan dummy parçalar kullanılır. Bu konfigürasyonlara yüklerin düzgün dağıtılması amacı ile yük ağaç yapısı kullanılır. Testin gerçekleştirilmesi sırasında data kayıt sistemi ve yazılımı olan optest ile test uygulanışı kontrol edilmiştir.Ekipman üzerindeki konfigürasyonlara uygulanacak olan yüklerin lokasyonları belirlenir ve bu lokasyonlara piston yardımı ile 9.0G ileri yönünde yük uygulanır. Uygulanan bu yük, konfigürasyonlara yük ağacı yöntemi ile dağıtılmaktadır.Yapısal testlerin gerçekleştirilmesi sırasında uygulanacak olan yüklerin belirlenmesi, deformasyon ölçümleri ve üst bağlantılardan yük hücreleri yardımı ile yapılacak yük ölçümlerinin yapılması test aşamaları olarak belirlenmiştir. Bu ölçümler daha sonra sonlu elamanlar analizinin sonuçları ile karşılaştırılacaktır.Yapısal test sonucunda otorite EASA gözlemcileri tarafından incelenen kabin içi mutfak ekipmanı ve test grafiklerinde, herhangi bir olumsuzluk olmaması nedeni ile yapısal test sertifikasyonu aşamasının başarılı olduğu onaylanmıştır.Yapısal testlerin ve yapısal analiz çalışmalarının başarı ile gerçekleştirilmesi sonucunda, sonlu elemanlar modelinin validasyonunun yapılması gerekmektedir. Bu nedenle sonlu elemanlar analizi sonucunda üst bağlantılardan okunan yükler ile yapısal test sırasında uygulanan tam yük' te, üst bağlantılarda oluşan yükler karşılaştırılmış ve kabul edilebilir benzerlikte olduğu EASA gözlemcileri tarafından onaylanmıştır.Yapısal testler ile sonlu elemanlar modelinin karşılaştırıldığı diğer bir durum ise deformasyon sonuçlarıdır. Bu sonuçlar arasındaki farklılıkların test sırasında dummy yapılarının kullanılmasına, G1A kabin içi mutfak ekipmanının yapısal ağırlığının sonlu elemanlar modelinde yapısal testlere göre farklı tanımlanmasına bağlı olduğu düşünülmektedir.Bu tez çalışmasındaki sonuçlara göre Airbus A330-300 uçağına ait G1A kabin içi mutfak ekipmanının yapısal sertifikasyonu başarı ile gerçekleştirilmiş ve uçuşa elverişlilik kurallarına göre kullanılmasında herhangi bir olumsuz durum olmadığı kanıtlanmıştır. The history of aviation starts with the Wright Brothers' first powered flight in 1903. Until 20.th century, the studies on powered aircrafts took a crucial part in history of aviation. With airline companies becoming an important sector in aviation industry the works on those aircrafts are increasing and high-capacity, high-performance aircrafts entering to the inventories of the airline companies.After the first powered aircraft accident in 17 September 1908 and remain of this kind of accidents through increasing flight numbers, conciderable financial losses and many loss of lives have experienced, therefore the term of flight safety has came up.With the emergence of this term, flight safety rules were started to be controlled by ICAO, JAA, EASA and Eurocontrol which are the international aviation authorities. In Turkey EASA, FAA and SHGM are the partners as aviation authorities. To produce aircrafts and equipments, airworthiness requirements have to be completed by those authorities.After 1930, galley equipments have started to be used in aircrafts. While there are many companies that manufacture galley equipments in the world, TCI has succesfully carried out producing, designing and certification stages of galley equipments in Turkey.In this thesis, design and production works of TCI on the plane Airbus A330-300's G1A galley equipment have been explained and detailed information about the structural certification stages have been given.One of the most common materials that are used in aircraft manufacturing is composite materials due to necessity of low weight and high strength materials.Honeycomb sandwich panels are the most common ones of composite materials that are used in galley equipment. This kind of composite structures have several material configurations. While there are structural factors such as strength, specific strength and adhesive performance that affect cell structure, surface and glue choice of honeycomb sandwich composite materials; there are also some environmental effects as fire proof, heat conduction, acoustic and humidity.In designs which are made with honeycomb sandwich composite panels it is necessary to be careful about the stresses that caused by implementation of loads and shear stress rates. This thesis also gives detailed information in the matter of honeycomb sandwich composite materials' strength, stiffness, panel buckling, cutting fold, crushing surface, intercellular curl, types of deformation caused by local pressure. The production methods and mechanical properties of honeycomb sandwich composite panels are included in section 3. These mechanical properties have assisted structural analysis studies in certification. Structural analysis certification of galley equipment starts with design process. Design process is carried out by building the master geometry, panel designs, aircraft attachment designs, placing the equipment and structural improvements. After finishing the design with CATIA V5, Finite element model is prepared and mesh is done by using MSC Apex software. After the modeling attachment parts of the galley in Patran, materials are defined. Necessary loads are calculated according to insert configuration, these loads are identified by using nodal force and point weight in Patran software. After applying the boundary conditions in FEM, Model is ready to be run the model on Nastran. Before running finite element model, model quality is checked. Element quality check, material orientation check and checking the loads that is compared applied loads with calculated loads in FEM attachments are included in those model quality checks. As a result of these examinations, it is determined that there is no unfavorable situation about the FEM model and it run on NASTRAN software. After NASTRAN analysis results, Loads in upper and lower attachments have been calculated. Also deformations which critical points in the galley are calculated with NASTRAN software. According to calculated loads and detailed equations which are given in the section 4, reserve factors of attachments have been calculated. The amount of deformations that are calculated from critical points and the forces on upper attachments will be compared through the structural tests which will be run in later sections. By completing the finite elements model and static test plan and getting approval to perform static structural tests from EASA, galley is taken to the structural test area for the purpose of making the 9.0G forward structural test. Test fixture, spring plate, dummy parts, whiffle tree structure and data acquisition system have been using for carrying out the structural tests. Text fixtures are used to position G1A galley during the test. Spring plates are used between test fixture and galley for simulating stiffness of aircraft beams. Also, dummy parts are used for simulating the properties of galley equipment's configurations during the test and preventing the original parts from damage. Whiffle tree structures are used for distribution of loads to those configurations. The test has been controlled by Optest software which is controlling and data acquisition software. The locations of load application holes that will be applied on the configurations are defined and 9.0G Forward case load will be applied on those locations with hydraulic actuator. This load have been applying to the configurations by the whiffle tree method.It is determined as test stages that defining the applying loads during the structural tests, deformations and load measurements which will be measured with load cells. After that, these measurements will be compared with the finite elements method analysis results. At the end of the structural test results, it is approved that structural test certification process is successful in terms of there is not any unfavorable situation about galley structure and test graphics by EASA witness. After the structural tests and analysis studies successfully, the model of finite element must be validated. That is why, the loads that are measured from upper attachments and forces that calculated in upper attachments with Nastran are compared and the acceptable similarity between them is approved by EASA witness. Another comparison situation between structural test and finite elements model is deformation results. Differences between FEM and test occurred due to dummy structures and distribution of structure weight.According to the results of this theses study, the structural certification of G1A galley equipment for Airbus A330-300 has been validated. 83

Elektrik nokta direnç kaynağı endüstride sacların birleştirilmesi sırasında yaygın olarak kullanılan bir birleştirme yöntemidir. Özellikle sac parçaların yoğun olarak kullanıldığı beyaz eşya, otomotiv gibi endüstri kollarında kendine geniş kullanım alanı bulmaktadır. Bu yöntemde saclara yüksek basınç altında elekrik akımı uygulanır. Bu akım sonucu oluşan ısı enerjisi de kaynak çekirdeğinin oluşturulmasında kullanılır. Elektrik direnç nokta kaynğında elektriksel, ısıl, mekanik ve metalürjik olaylar birbirleriyle bağdaşık ve etkileşim halinde etki ederler. Bu durum sistemin tüm etkileri tek bir seferde gösterecek bir matematik modelin oluşturulmasını zorlaştırmaktadır. Bu nedenle genellikle analiz tek bir etki üzerine yapılır ve bu şekilde sonuca ulaşılmaya çalışılır. Elektrik akımı sonucu oluşan ısı Joule kanununa göre oluşur. Bu ısının bir kısmı ortam dağılırken çoğunluğu çekirdeğin ergimesi ve katılaşarak birleştirilmesi sırasında kullanılır. Yöntemde uygulanan baskı kuvveti de ayrıca önem arz etmektedir. Elektrot kuvvetlerinin uyguladığı kuvvet ergimiş haldeki kaynak çekirdeğine baskı oluşturur ve kaynak banyosunun dağılmasını engeller. Ayrıca kaynak bölgesi için zararlı olan atmosferik gazların ve toz parçacıklarının kaynak bölgesine ulaşmasını da engellemiş olur. Nokta direnç kaynağında akımın düzgün bir şekilde akması öenmlidir. Elektrotların uyguladığı baskı kuvveti bu akımın da doğru bir şekilde akmasına yardımcı olmaktadır.Bu parametrelerin doğru bir şekilde uygulanması ile kaliteli bir kaynak çekirdeği oluşumu sağlanır. Kaliteli bir kaynak birleştirmenin sahip olduğu dayanımı belirlemektedir. Bu nedenle kaynak kalitesi feragat edilebilecek bir özellik değildir. Sıcaklık dağılımı da metalürjik yapıyı dolayısıyla kaynak kalitesini ve dayanımı etkilemektedir. Bu çalışmada kaynak işlemi sonucunda ki ısı dağılımı, uygulanan baskı kuvvetleri nedeniyle oluşan deformasyon ve en yüksek gerilme durumlarının tespiti amacıyla sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak bir model oluşturulmuştur. Daha sonra oluşturulan bu model yardımıyla bir sümülasyon çalışması yapılmıştır. Bu model yardımıyla deneysel olarak tespit edilmesi zor ve maliyetli olan nokta direnç kaynağına ait parametrelerin incelenmesi ekonomik ve hızlı bir şekilde sağlanmış olur.Ayrıca bu çalışma değişik malzemler için gerekli olan optimun ısıl ve kuvvet değerlerinin belirlenmesi sırasında veri kaynağı olarak kullanılabilir. Resistance spot welding is widely used in the industrial applications. It is used to join the sheet materials. RSW can be applied into the automation easily. Especially in automotive industry, it is the main welding method. It has thermal, structural and electrical phenomena together. This makes the experimental analysis very hard. In this method first we put sheet metals together, and then RSW electrodes applied pressure and give electrical current. After that, system stops the current flow while pressure is still applied. The last, system release the pressure and we can take the sheet metals. Current flow creates heat. Heat is created with Joule law. This heat melts the material. Sheet materials join and solidified in each other. In sheet metals heat should applied in small amount and in short time. Because, high heat flow in sheet metals create distortions. RSW has some parameters. Some parameters change the welding quality. Welding time and welding current have more effect than the other parameters. If we increase the welding time metals can burn. If we decrease the time then we take low quality weld area. Current is also important. According to Joule law current generates the heat. When the high current is applied, cracks can be created. When the low current is used, then we need more time for joining. This increases the weld area and decreases the welding quality. Heat affected zone is the most important topic in the all welding methods. This area has its own microstructure. Heating and cooling time determine the microstructure in this area. This area also identifies the quality of the welding. Because big heat affected zone changes the materials microstructure.In this paper, the thermal and structural analysis in resistance spot welding is examined with using finite element analysis. For this research S235, 304 and Al-7075 are used as sheet metal's material. Finite element analysis is widely used in engineering analysis. Engineers and researchers want to examine the system in order to make better systems. Generally, experimental analyses are expensive and hard to set up. With these difficulties, people make this analysis by using computers. Every machine or application can be modeled by using mathematical models. Some of them have many equations which are hard to solve. Computers are used to solve these equations. Finite element method is used for this approach. Every system has infinite points. Finite element method describes the system with finite points. Systems represented with these new model which gives the original system response. FEM gives the result with some errors. These all points are named as node. Nodes link with each other. These nodes create the elements. Elements can be 1, 2 or 3 dimensional. FEM is a numerical method. It is used in fluid mechanics, structural-thermal analysis, vibrations etc. FEM try to find changes in nodes by using some equations. In order to reach the solution, system should be fixed in some points.Finite element method has some steps in order to reach the results. First, system is divided into the small parts which are called as element. For the elements physical behaviors are defined. Equations are created for these elements. Unknown data are solved by using equation system. The last, desired element data are found.For the complex systems, thousands of equations are exist. When the system become more complex, then the equations are also become complex and hard to solve. These equations cannot solve analytically. Computers are used for this kind of situation. In some models computers cannot solve the system, as well.In this method, 1-D and 2-D elements are used. 1-D element carries the force parallel to its axes. These kinds of elements are used to model the bridge or truss system. The other option is using 2-D element. It is used generally pressure vessel system analysis. If the thickness of the material is much lower than the other dimensions, then 2-D elements are good for it. These elements are located differently in order to get 3-D system. On the other hand some computer programs use their own element types. Resistance spot welding is a very fast method and has different phenomena together. That's why researchers cannot easily test it experimentally. In order to examine the process, researchers use some FEM. However, researchers cannot analysis all phenomena in one step. In some cases, some special programs are used to examine. In thermal analysis, Fourier hear equation is used. Some reference points and initial conditions are added. After that thermal analysis can be done.In structural analysis, there are two basic equations. One of them is balance equations. The other one is structure equations. Von mises yield criterion is used for the structural system analysis.For this paper, two sheet metals are used. These metals are joint by using resistance spot welding. And also finite element model is used to examine the thermal and structural behavior while the welding operation has been done.Finite model has nearly 150000 nodes and 28000 elements. The model has 100x1x10 (mm) dimensions. Ambient temperature is added as 22 C. Three types of materials are used as sheet metals which are S235, 304 and Al-7075. All thermal and structural properties are added to the system. And 5000 N force applied to the system as an electrode pressure. In analysis process, we accepted that weld nugget has occurred in 0.3 s. After that system starts to cool while 5000 N force is applied in 1 s. As a result we try to understand thermal and structural behavior of system. Temperature distribution, deformation and max equivalent stress are found for three materials.For S235, we find the temperature distribution. Deformation is found 0.003 mm and max equivalent stress is measured as 1153 MPA.For 304, temperature distribution is found in different times. Deformation is found 0.003 mm and max equivalent stress is measured as 1147 MPa.For Al-7075, temperature distribution is found, as well. Deformation is measured as 0.03 mm and max equivalent stress is measured as 634 MPA during the welding operation.With this research, we get some outcomes. Temperature distribution has low heat flow until 1 second. After this, it cools in high rate.Temperature distribution has circular shape. It has not elliptical shape like the weld nugget.There are symmetrical deformation occurs around the weld nugget. This deformations occur due to electrode applied force.Max equivalent stress has max value instantly. However, this value decreases in some point after the welding operations.Max equivalent stress occurred around the weld nugget. And also some stress occurrence exists at the edge of the electrode applying area in the sheet metal.By using this research we can do some new research in the future. Optimum force can be found for different type of materials.The prediction of the deformation at the electrode can be examined.After the long using of electrode, some cracks may occur. We can predict the crack occurrence speed.Max equivalent stress should be decreased. We can use this research in order to decrease the max equivalent stress. 75

Günümüzde sac metaller, başta otomotiv sanayi olmak üzere yaygın kullanıma sahip ürünlerdir. Sac şekillendirme proseslerinde, geri esneme hatası sıklıkla karşılaşılan bir problemdir. Son yıllarda, sonlu elemanlar analizleri ile geri esneme probleminin doğru bir şekilde tahmini mümkün hale gelmiştir. Geri esnemenin doğru bir biçimde tahmin edilebilmesi, kalıp revizyon süreçlerini kısaltacağı için firmalara zaman ve maliyet tasarrufu sağlamaktadır. Bu çalışmada, 0.7 mm kalınlığa sahip DC04 düşük karbonlu çelik sac malzeme için açılı kanal çekme prosesi üzerinde sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak geri esneme davranışı incelenmiştir. Bu amaçla, açılı kanal çekme prosesi için kalıp yüzeyleri tasarlanmış ve malzemeyi izotrop ve anizotropik olarak ifade eden malzeme modelleri kullanılarak sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bir kalıp seti tasarlanarak imal edilmiş ve deneysel çalışmalar bu kalıp üzerinde gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarda elde edilen parçalar optik tarayıcı ile taranarak sonlu elemanlar analizlerinde elde edilen sonuçlar ile kalınlık dağılımı ve maksimum geri esneme miktarları açısından karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, anizotropinin geri esneme tahmininde etkili olduğu ve çözümdeki tahmin hassasiyetini artırdığı gözlemlenmiştir. Today, sheet metals have been widely used materials. Springback error is frequently encountered problem in sheet metal forming processes. In recent years, predicting springback amounts with finite element analysis are become possible. With the correct predicting, die revision processes were shortened and it was provided time and cost savings in factories In this study, springback behavior was investigated on angular channel drawing process using finite element analysis for DC04 mild steel with 0.7 mm thickness. For this purpose, angular channel drawing process was designed and finite element analysis were performed using isotropic and anisotropic material models. Also, a die set was designed and produced. Experimental studies were performed using the die. Obtained parts by experimental studies were scanned in optical scanner and compared with the numerical results in terms of thickness deviations and maximum springback amounts. In this context, it was seen that, anisotropy was provided to improve prediction accuracy. It was showed that anisotropy is an effective parameter in springback prediction. 66

Debriyaj traktörün güç aktarma sistemindeki en kritik parçalardan biridir. Traktörün zorlu koşullar altında çalışması esnasında maruz kaldığı yükler ve sürücü hataları nedeniyle garanti süresinden önce debriyaj parçalarında hasarlar oluşmaktadır. Bu nedenle debriyajı oluşturan parçaların modern optimizasyon teknikleri kullanılarak yeniden tasarlanması gerekmektedir. Bu çalışmada yüksek tork aktarımına sahip traktörler için debriyaj parmakları incelenmiştir. Öncelikli olarak hasara uğrayan PTO parmaklarına sonlu elemanlar metodu ile statik ve yorulma analizleri uygulanmış ve sonuçları incelenmiştir. Yeniden tasarım aşamasında öncelikli olarak topoloji optimizasyonu uygulanmıştır. Bu sayede optimum malzeme dağılımı bulunmuş ve yeni tasarımın oluĢturulmuştur. Bu tasarımın nihai boyutlarının belirlenmesi için Şekil optimizasyonu ve cevap yüzeyi yöntemleri kullanılmıştır.Deney tasarımı metodu kullanılarak belirlenen tasarım parametrelerine bağlı maksimum gerilme,kütle ve yer değiştirme olmak üzere üç farklı denklem elde edilmiştir. Bu denklemler optimizasyon probleminde sınır ve amaç fonksiyonu olarak kullanılmıştır. PTO parmağı son boyutları Şekil optimizasyonu sonucunda belirlenmiştir.Yeni tasarım PTO parmağı yeniden analiz edilerek doğrulama çalışması yapılmıştır. Yapılan çalışmaların sonucunda parmak üzerinde oluşan gerilme değeri %30.6 azaltılmış, rijitliği ise %27,9 artmıştır. Ayrıca parmağın kütlesi yaklaşık %6 azaltılmıştır. Clutch is one of the most critical components in the tractor's power transmission system. Due to the loads which are exposed to tractor during the operations under harsh conditions and driver mistakes, some failures occur in the clutch components before the warranty period. For this reason, these failed components are required to redesign by using modern optimization tools. In this study, clutch fingers for tractors with high torque transmission were examined. In the first case, conventional designs of the PTO fingers are analyzed by using finite element analysis according to static and fatigue analysis procedures. In the redesign phase, topology optimization was implemented as a priority. Thus, the optimum distribution of material was found and the new design created. To determine the ultimate size of the new design, shape optimization and response surface techniques were used. By using DOE method three different equations are gained which are maximum stresses, mass, and displacement depending on the selected design parameters. These equations are used in the optimization problem as objective and constraint equations. The final dimensions of the fingers are determined after shape optimization. The new designs of the PTO fingers are re-analyzed for validation process. As a result of the study the finger mass is decreased6%. Maximum Equivalent Von-Misses stress reduction of 30.6% is achieved. The rigidity is improved up to 27.9% compared to the initial design. 0456-STZ-2013-2 numaralı projesi T.C. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı,Bilim ve Teknoloji Genel Müdürlüğü Valeo Otomotiv Sis. End. A.Ş

Motorun çalışması sırasında çeşitli etkenlerin (örneğin; filtre süzme elemanlarının tıkanabilmesi ve motordaki ani zorlanmalardan) birçoğunun birleşmesi durumunda yağ basıncı yüksek değerlere ulaşabilmektedir. Yağ filtreleri çalışma koşullarında daha düşük basınç değerlerine maruz kalmaktadır. Fakat yukarıda bahsedilen durum meydana geldiğinde basınç değerleri yükselmektedir. Bu nedenle yağ filtreleri normal çalışma koşullarındaki basınç değerlerinin üzerinde tasarlanırlar. Eğer yağ filtresinin yeterince basınç dayanımı yoksa süzme ömrünü tamamlamadan filtre mekanik hasara uğrar.Bu çalışmanın amacı, ağır hizmet ticari araçta kullanılmakta olan basınç dayanımı düşük (18 bar) yağ filtresinin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenerek kapak üzerinde iyileştirmeler yapmak böylece kullanılan sac malzeme kalınlığı arttırılmadan en yüksek seviyede basınç dayanımı (30 bar) sağlayan optimum bir tasarıma ulaşmaktır.Yağ filtresinin basınç dayanımına en çok etkiyen elemanı kapak olduğundan farklı kapak tasarımları üzerinde çalışılmıştır. Çalışmada mevcut yağ filtresi için hem sonlu elemanlar analizi yapılmıştır hem de firmadan bu filtrenin basınç dayanımı ve conta altı çökme değeri elde edilmiştir. Sonlu elemanlar analizinden alınan sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılıp analizin doğruluğu saptanmıştır. Daha sonra yağ filtresi için farklı kapak tasarımları geliştirilmiştir ve sonlu elemanlar analizleriyle de sonuçları yorumlanıp en iyisi seçilmiştir. Sonunda yağ filtresinin kapağının kalınlığını arttırmadan basınç dayanımı arttırılmıştır. When many of various factors (for example; clogging the filter element during the filtration operation and sudden stresses at the engine) combine, oil pressure can reach high values. Oil filters are exposed to lower pressure values in the working conditions. However, when the above-mentioned situation occur, the pressure values increase. Therefore, oil filters are designed for high pressure value which is higher than normal operating condition pressure. If oil filter do not have enough pressure resistance, it is subjected to mechanical damage without completing the filtration life.The purpose of this study is improvement on oil filter cover via modeling of oil filter that is used in heavy commercial vehicles and has lower pressure resistance (18 bar) by finite element method in order to access to oil filter that is bear to the high level of pressure resistance (30 bar) without thicken the material thickness.Different cover designs were studied due to the fact that the most affecting part on the oil filters' pressure resistance is cover. In this study, existing oil filter was both done finite element analysis and was obtained the oil filter's pressure resistance value and under gasket deflection value from the company. The accuracy of analysis is evaluated by comparing the experimental results with the results obtained from finite element analysis. Then different cover designs for oil filters were developed and the best results were selected by interpreting the finite element analysis' output values. Finally the pressure resistance of oil filter was increased without thinking the cover thickness. 89

Bu tez çalışmasında ağır taşıtların elektro-pnömatik fren sistemlerinde kullanılmak üzere oransal çalışan bir elektromekanik valf (solenoid) tasarımı yapılmış, oransal solenoidin statik ve dinamik karakteristikleri incelenmiştir. Solenoide ait statik kuvvet karakteristiği geometrik uzunluk parametrelerinin değiştirilmesi suretiyle oransallaştırılmıştır. Oransal solenoidin statik kuvvet karakteristikleri ve manyetik akı bağları ANSYS Maxwell sonlu elemanlar programı kullanılarak elde edilmiştir. Oransal solenoidin dinamik davranışı için MATLAB Simulink programında solenoide ait matematiksel modeli kurularak simülasyonu yapılmıştır. Bu tez çalışmasında, tasarımı ve imalatı yapılan solenoid valfin sağladığı mıknatıs kuvvetinin hava aralığından bağımsız olduğu ve sadece akıma bağlı olarak değiştiği gösterilmiştir. Böylece tasarlanan solenoid oransal olarak kullanılabilecektir. Oransal solenoidin statik ve dinamik karakteristik testlerinin yürütüldüğü bir test düzeneği tasarlanıp imal edilmiştir. Bu test düzeneği kullanılarak elde edilen deneysel sonuçlar teorik sonuçlarla karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre; yaklaşık 1-3 mm'lik çalışma bölgesinde 1,5A akım ile 45±3 N sabit mıknatıs kuvveti sağlayan ve oransal çalışan bir solenoid valf tasarlanıp imal edilmiştir. In this thesis a proportional solenoid valve used in heavy vehicle electro-pneumatic brake valve systems has been designed, and static and dynamic characteristics of the proportional solenoid valve has also been investigated. The static force characteristic of the solenoid has been proportioned by changing the geometric length parameters. Static force characteristics and magnetic flux linkages of the proportional solenoid have been obtained using ANSYS Maxwell finite element toolbox. Simulation model for the dynamic behavior of the proportional solenoid has been made in MATLAB/Simulink programs. It is shown that the magnetic force provided by the solenoid valve which has been designed and manufactured in this study is independent of the air gap and is dependent to the current. Thus the designed solenoid valve can be used as a proportional solenoid valve. A test setup is designed and constructed for the static and dynamic characteristics of the proportional solenoid valve. Obtained experimental results which are using this test setup are compared with the obtained theoretical results. Finally, a solenoid valve designed and manufactured providing 45±3 N constant magnetic force with 1,5A current at 1-3mm working region. T.C. Bilim Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı 0700.STZ.2014 Kodlu Elektro-Pnömatik Fren Valfi ve PLC Kontrollü Test Düzeneği Geliştirme Projesi May Fren Sistemleri San. ve Tic. Ltd. Şti

Bu tez çalışmasında bilyalı vidalı mil hareket sisteminin fiziksel modelden matematiksel modele indirgenmesi, matematiksel modelin enerji denklemleriyle ifadesi, bu ifade sonrası fiziksel sistemin matematiksel bir çözüm yöntemi olan sonlu elemanlar yöntemiyle modellenerek çözümlenmesi gibi konular ele alınmıştır. Yapılan modal analiz sonuçlarının fiziksel karşılıkları incelenerek yorumlanmıştır. Bununla birlikte bilyalı vidalı mil hareket sisteminin tasarımında sistemin rijitliği bakımından önemli olan parametreler incelenmiştir. Bunlara ek olarak bilyalı vidalı mil hareket sisteminde kullanılan somunun genişliğinin etkisi de modele yansıtılarak, bu parametrenin sistem rijitliğine etkisi değerlendirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Bilyalı Vidalı Mil Hareket Sistemi, Takım Tezgahları, Titreşim Analizi, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Matematiksel Modelleme. In this thesis, the subjects such as the degradation of the ball screw drive system from the physical model to the mathematical one, expression of the mathematical model by means of the energy formulation and after that expression, analysis of physical system by modeling by finite element analysis, which is a mathematical solution method, have been discussed. The results of the modal analysis performed have been interpreted by examining their physical equivalent. The parameters which are important for the stiffness of the design of ball screw drive system have been also examined. Additionally, by reflecting the effect of the width of the nut which was used in the ball screw drive system to the model, the effect of this parameter to the stiffness of system has been evaluated.Key Words: Ball Screw Drive System, Machine Tools, Modal Analysis, Finite Element Analysis (FEA), Mathematical Model 67

Bir insanı ya da bir aracı korumak için kullanılan koruyucu giysi, levha ya da kaplamaya zırh denir. Bilinen en eski zırh hayvan postları ve derilerinden yapılmıştır. Metal teknolojisinin gelişmesiyle zırh yapımında kullanılan malzemeleri bronz ve demir takip etmiştir. 15. yüzyılda geliştirilen yay, yaylı tüfek ve ateşli silahlara karşı korunmada mevcut zırhların savunma kabiliyetlerini kaybetmesiyle çelik plaka ve diskler kullanılmıştır. Silah sistemlerinin gelişimine paralel olarak, ağırlığın azaltılarak hareket kabiliyetinin arttırılması ihtiyacından dolayı daha sonraki yılarda bu malzemelerin yerini kompozit zırhlar almıştır. Günümüzde de gelişen tehditler karşısında daha etkin balistik koruma sağlayacak hafif ve yüksek performanslı zırhların geliştirilmesi kritik bir ihtiyaç haline gelmiştir. Bu sahadaki yeni malzeme arayışları seramik ön yüzlü kompozit zırhları ön plana çıkarmıştır. Her ne kadar balistik sistemlerde kullanılacak bir malzemeden beklenilen yüksek sertlik, termal direnç ve basma dayanımına seramik malzemeler sahip olsa dahi kırılgan bir yapıya sahip olmalarından dolayı tek başına bu amaç için kullanılmazlar. Ön yüz malzemesi olarak kullanılan seramik, merminin delici ucunu deforme ederken arka yüzeyde kullanılan metal ya da fiber takviyeli polimer matrisli kompozit enerjiyi absorbe ederek merminin durdurulmasını sağlamakta, mermi ve parçacıkları tutarak tam nufuziyeti engellemektedir. Katmanlı yapıya sahip bu plakalar yüksek mukavemetleri ve yüksek rijitlikleri nedeniyle balistik sistemlerde yaygın olarak kullanılırlar. Ancak, katmanlardaki malzeme özelliklerinin ani olarak değişmesi nedeniyle ara yüzeylerde yüksek gerilmeler meydana gelir ve bu gerilmeler de katmanlar arasında ayrılmalara (delaminasyon) neden olur. Bu olumsuz etkiler fonksiyonel kademelendirilmiş malzemeler (FGM) kullanılarak azaltılabilir ya da ortadan kaldırılabilir. Fonksiyonel kademelendirilmiş malzemeler (Functionally Graded Materials=FGMs) belirli bir pozisyonda malzeme kompozisyonunun sürekli olarak değiştiği yapılar olarak tanımlanırlar. Genellikle seramik-metal bileşiminden oluşan bu malzemeler kötü çalışma şartlarına sahip uygulamalar için son derece uygundurlar. Örneğin malzemenin bir tarafı yüksek mekanik dayanıma sahip olabilirken diğer tarafı ise yüksek ısıl dayanıma sahip olabilir, bu durum söz konusu malzemenin içerisinde iki ayrı özelliği barındırması demektir. Fonksiyonel kademelendirilmiş malzemelerde malzeme kompozisyonundaki değişim sürekli ya da kademeli olarak gelişir ismini de bu değişimden ötürü almıştır. Malzeme özellikleri, seramik yüzeyden metal yüzeye doğru oldukça yumuşak bir geçişe sahip olan fonksiyonel kademelendirilmiş malzemeler ileri malzemeler arasında oldukça ilgi çekicidir. Bu fonksiyonel geçiş sayesinde fonksiyonel kademelendirilmiş malzemeler yüksek sıcaklık gradyantına sahip ortamlara dayanım gösterdikleri gibi malzeme bütünlüğünü de koruyabilmektedirler. Ayrıca fonksiyonel kademelendirilmiş malzemeler, seramik-metal bağlantıların ara yüzeylerinde termo-mekanik uyumsuzlukların azaltıldığı ideal yapılardır ve böylece yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan yapılarda oluşan artık gerilmeleri de azaltabilirler. Fonksiyonel kademelendirilmiş malzemelerdeki ısıl gerilmeler kompozisyonel ve mikro-yapısal dağılımın kontrol edilmesiyle azaltılabilir. Yine de fonksiyonel kademelendirilmiş malzemelerin çoğu kompozisyonundaki sürekli makroskobik değişimler nedeniyle artık gerilmelere sahiptirler ve bu artık gerilmeler fonksiyonel kademelendirilmiş malzemenin mekanik özelliklerini de etkiler. Her ne kadar yeni ve gelişme aşamasında olan bir teknoloji olsa da fonksiyonel kademelendirilmiş malzemelerin uygulama alanları uzay, nükleer ve otomobil endüstrileri gibi oldukça özellikli alanlardır. Ayrıca metal-seramik bileşenlere sahip fonksiyonel kademelendirilmiş malzemelerin büyük yapısal yüklemelere dayanım göstermesi ve balistik uygulamalarda sağladığı avantajlar nedeniyle savunma sanayinde kullanımı da öne sürülmüştür. Bu nedenle fonksiyonel kademelendirilmiş malzemelerin mekanik özelliklerinin ve malzeme karakterizasyonunun belirlenmesi oldukça önem taşımaktadır. Bu alanda yapılan çalışmalar fonksiyonel kademelendirilmiş malzemelerin ortaya atılmasından bu güne hızlı bir şekilde ilerlemektedir. Fonksiyonel kademelendirilmiş malzemelerin zor çalışma şartlarına sahip darbeli ortamlarda veya balistik amaçlı olarak da kullanıldıklarından dolayı bu malzemelerin darbe dayanımlarının belirlenmesi oldukça önemlidir. Bu tez çalışması ile, son derece kritik uygulamalara sahip olan farklı malzeme kompozisyonundaki fonksiyonel kademelendirilmiş sandviç plakalarda balistik darbe yükleme şartları altında meydana gelen hasar mekanizmaları ve deformasyonları sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Sayısal çalışmalarda, fonksiyonel kademelendirilmiş sandviç malzemelerin mikro yapısı esas alınarak oluşturulan nümerik modelin LS-DYNA yazılımında analizi yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda ise toz istifleme sıcak presleme yöntemi ile üretilen fonksiyonel kademelendirilmiş sandviç plakaların balistik testleri yapılarak elde edilen sonuçların sayısal çalışmalarla uyumluluğu incelenmiştir. Çalışmanın en önemli sonucu; değişen malzeme kompozisyonu ile fonksiyonel kademelendirilmiş sandviç plakaların, balistik dayanımları ve hasar mekanizmalarının değiştiği bu sebeple doğru fonksiyonel yapının tasarlanması ve optimum kalınlık tespitinin söz konusu plakaların balistik amaçlar için kullanılabilirliği açısından önemli olduğudur. Any protective cover made from clothing, plate or coating in order to protect a person or vehicle against to lethal effects is called armor. The oldest known armor was made of animal skins and leathers. In the development of metal technology, bronze and iron were appeared to be used for armor. For the first time, steel plates and discs began to be used an armor in the fifteenth century because the existing armor equipments lost their defensive abilities against to bow, crossbow and other weapons. In later years, composite armor was used in order to reduce weight and to increase mobility. Throughout history, the development of armor systems has continued to be parallel to the development of weapon systems. Today, the development of high-performance and light armors has become a critical requirement against emerging threats. The research for new materials in this field has brought ceramic-faced composite armors to the forefront. Eventhough having high hardness, thermal resistance and compressive strength, ceramics are not used as armor alone due to their brittle. In a firearm shot, through ceramic material, while the ceramic front-surface deforms tip of the bullet piercing, back-surface of the metal or fiber-reinforced polymer matrix composite absorbs the energy and prevents the perforation. Layered composite structures are widely used in ballistic systems due to their high strength and high stiffness. An abrupt change in their material properties across an interface between discrete materials introduces large interlaminar stresses that could cause delamination. One way to overcome this adverse effect is to use a functionally graded material (FGM). The mechanical and physical properties of functionally graded material (FGM) vary continuously along a direction in the macroscopic sense. In general, they are composed of ceramic and metal, and are most suitable structures in order to relieve thermo-mechanical mismatches along the bi-material interfaces; therefore, thermal residual stresses in such structures become more uniform in high temperature environments. FGMs have found special applications in the fields of economics such as aerospace, nuclear and automotive industries. FGMs can serve for ballistic purposes or percussive applications where the operating conditions are severe. Consequently, the mechanical behavior of FGMs becomes important under impact loadings. Functionally graded materials have been increasingly used in the design of impact resistant structures as well as in the design of advanced thermal barrier coatings. A functionally graded plate with a tailored ceramic to metal through-thickness gradient combines the superior features of ceramics and metals in the same material system. The ceramic side provides good protection against projectiles, while the metal-rich side offers toughness and strength to maintain the integrity of the structure as long as possible. Thus, the ceramic plates are used for single impact applications, whereas the FGM can be used multiple impact applications with high ballistic performance. The purpose of this thesis is to determine damage and deformation mechanisms of functionally graded sandwich plates, which have highly critical applications, under ballistic impact loads by means of both theoretical and experimental approaches. In the theoretical studies, the analysis of numerical models that developed on the base of micro structure of functionally graded sandwich materials was conducted using explicit code LS-DYNA software. In the experimental studies, the ballistic tests of functionally graded sandwich materials manufactured with powder stacking-hot pressing method were performed and the results were compared to the theoretical results. 129

İmalat teknolojisinde en çok kullanılan yöntemlerden biri kaynaklı birleştirmelerdir. 20 yıldan beri geliştirilmekte olan Sürtünme Karıştırma Kaynağı (SKK) yöntemi günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. SKK metalürjik özelliklerin korunması gereken uygulamalar için tasarlanmıştır ve işlem süresince metalin erimediği bir katı-hal birleştirme işlemidir. Bu çalışmada, ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirilmesi zor olan alüminyum ve magnezyum alaşımlarının SKK deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Bunun için, alüminyum ve magnezyum alaşımlarının birleşimi farklı kaynak parametreleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kaynak esnasında kaynak bölgesindeki sıcaklık dağılımı temassız kızılötesi termometre ve K-tipi termokupllar ile ölçülmüştür. Sonlu elemanlar analizleri için SKK ile birleştirilen plakalar üç boyutlu katı olarak modellenmiştir. Kaynak işlemlerinin benzetimi ANSYS programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Zamana bağlı doğrusal olmayan sonlu elemanlar analizleri için APDL (ANSYS Parametric Design Language) kodları geliştirilmiştir. Analizler iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşama pim ve omuzdan plakaya ısı transferinin modellendiği termal analizdir. İkinci aşama ise termal analizden elde edilen sıcaklık verisinin kullanıldığı yapısal analizdir. Termal ve yapısal sınır koşulları tezde detaylı olarak açıklanmıştır. Sonlu elemanlar analizlerinden takımın dönüş hızı arttıkça sıcaklık ve gerilme değerlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Takım dönüş hızının sürtünme karıştırma kaynağı için önemli bir faktör olduğu görülmüştür. Sonlu elemanlar analizlerinden elde edilen sıcaklık değerleri dikkate alınarak kaynak esnasında plakaların kaynağının başarılı olup olmadığı tahmin edilebilir. Sonuçların doğruluğu ve hassasiyeti için sıcaklığa bağlı malzeme özelliklerinin bilinmesi gereklidir. Çekme deneyleri ile SKK ile birleştirilmiş alüminyum ve magnezyum alaşımı plakaların mekanik özellikleri belirlenmiştir. Deneysel ve sayısal sonuçlar tablo ve grafikler şeklinde sunulmuştur. One of the most used methods in the production technology is welded joints. Friction Stir Welding (FSW) method which has been developed for 20 years is widely used nowadays. FSW is devised for applications where the original metallurgical characteristics must be retained and is a solid-state joining process which the metal is not melted during the process.In this study, FSW of aluminum and magnesium alloys which are hard to weld by the fusion welding is investigated experimentally and numerically. For this purpose, joints of aluminum and magnesium alloys are performed by using various welding parameters. Temperature distribution around the welding region is measured during the welding by using the non-contact infrared thermometer and K-type thermocouples.Plates joined by FSW are modeled as three-dimensional solid for the finite element analyses. Simulation of the welding processes is carried out by using ANSYS software. APDL (ANSYS Parametric Design Language) codes are developed for the transient nonlinear finite element analyses. Analyses consist of two stages. The first stage is the thermal analysis which the heat transfers from the pin and shoulder to the plate is modeled. The second stage is structural analysis which the temperature data obtained by the thermal analysis are used. In the thesis, thermal and structural boundary conditions are explained in detailed. It is observed from the finite element analyses that temperature and stress values increase as the rotational speed of the tool increases. It is seen that the rotational speed of the tool is the important factor for the FSW. It is estimated whether the weldment of the plates is well-done or not during the welding considering the temperature values obtained by the finite element analyses. Material properties depending on the temperature should be known for the accuracy and sensitivity of the results. Mechanical properties of aluminum and magnesium alloys plates joined by the FSW are determined by the tensile tests. Experimental and numerical results are presented as the tabular and graphs. 190

Bu çalışmada ortotropik Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerde (FDM) ve Polimerik Derecelendirilmiş Malzemelerde (PDM) bulunan eğik kenar çatlaklarına ait gerilme şiddeti çarpanları, J?integrali bileşenleri ve enerji bırakma oranının hesaplanması için iki farklı hesaplamalı yöntem sunulmaktadır. İlk yöntem Jk?integraline, ikinci yöntem ise J1?integralinin çatlak ucu yerdeğiştirme alanıyla birlikte kullanımına dayanmaktadır. Bu metotların doğrulukları üçüncü bir yöntemle, Yerdeğiştirme Bağıntısı Tekniği kullanılarak ölçülmektedir. Kararlı ısıl ve higroskopik yüklemeler altındaki malzemede bulunan çatlağın eğik olması sebebiyle çatlakta karışık?mod yükleme etkileri meydana gelmektedir. Analitik formülasyon, ortotropik düzlem elastisite problemine ait yapısal denklemler kullanılarak yapılmıştır. Malzemenin termomekanik özellikleri olan elastisite ve kayma modülleri, Poisson oranları, ısı iletim ve ısıl genleşme katsayıları; uzaysal koordinatlara bağlı fonksiyonlar olarak kabul edilmiştir. Çatlak ucunda malzeme özelliklerinin hesaplanması için bu fonksiyonlar koordinat dönüştürme işlemleri yapılarak yerel koordinatlar cinsinden ifade edilmiştir. Sayısal hesaplamaların gerçekleştirilmesi amacıyla, Jk?integrali literatürde heterojen malzemelere ait kırılma analizlerinde sıklıkla kullanılan Eşdeğer Alan İntegrali'ne dönüştürülmüştür. Gauss?Legendre yöntemi kullanılarak J?integrali bileşenleri sonlu elemanların toplamları biçimine getirilmiştir. Bu şekilde geliştirilen prosedürler, kırılma parametrelerinin elde edilebilmesi için genel amaçlı bir sonlu elemanlar programı olan ANSYS yazılımına entegre edilmiştir. Malzemede meydana gelen sıcaklık ve nem dağılımları da bu yazılım ile hesaplanmakta ve yapısal analizde kullanılmaktadır. Sayısal incelemeler için kararlı ısıl yüklemeye maruz ortotropik bir Nikel?Alümina FDM ile, kararlı higrotermal yüklerin etkisinde bulunan ortotropik epoksi?poliüretan PDM göz önüne alınmıştır. Parametrik analizlerde çatlak eğiklik açısı, boyutsuz çatlak konumu ve boyutsuz çatlak uzunluğu etkenlerinin J1? ve J2?integralleri ve gerilme şiddeti çarpanları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, bu iki hesaplamalı yöntemin birbiriyle ve literatürle uyumlu ve farklı malzeme tipleri için fiziksel olarak anlamlı sayısal sonuç vermekte yeterli oldukları görülmüştür. In this study, two different computational methods are proposed for the investigation of stress intensity factors, components of J?integral and energy release rate of inclined edge cracks in orthotropic functionally graded materials (FGM) and polymeric graded materials (PGM). The first method is based on Jk?integral, whereas the second is based on the utilization of J1?integral with crack tip displacement field. Accuracy of these methods is tested by a third method, Displacement Correlation Technique (DCT). Due to the inclination of the crack, mixed?mode effects are valid on the material, which is subjected to steady?state thermal and hygroscopic loadings. Analytical formulation is carried out with the use of the constitutive relations of orthotropic plane elasticity problem. Thermomechanical properties of the material models, which are namely elasticity and shear moduli, Poisson ratios, coefficients of thermal conduction and thermal expansion, are assumed to be analytical functions of global coordinates. In order to calculate these material properties at the crack tip, so?called functions are expressed in terms of local coordinates by using coordinate transformation. For the purpose of numerical calculations, Jk?integral is transformed into the Equivalent Domain Integral (EDI), which is widely preferred at fracture analyses of nonhomogeneous materials in literature. Components of J?integral are expressed in terms of finite summations with the adoption of Gauss?Legendre Quadrature. These procedures are integrated into the general purpose finite element analysis software ANSYS for the evaluation of fracture parameters. The temperature and moisture distributions formed in the material are also obtained by this software and used as an input to the structural analysis. Numerical cases are conducted by considering inclined edge cracks located in orthotropic Nickel?Alumina FGM under steady?state thermal loading and orthotropic epoxy?polyurethane PGM under steady?state hygrothermal loading. Effects of crack inclination angle, normalized crack location and normalized crack length on J1? and J2?integrals and stress intensity factors are examined in parametric analyses. As a conclusion, inspection of these computational methods revealed that they are capable of generating consistent results with each other and literature, as well as physically meaningful results for different types of materials. 186

Bugüne kadar mandibula açı kırıklarının fiksasyonu için birçok teknik tarif edilmiştir. Mandibular açı kırığı fiksasyonunda Champy yöntemince yerleştirilen plak ve vida sistemlerinin stabilitesi birçok çalışmada araştırılmıştır. Bununla beraber kullanılan titanium plak ve vidaların geri alınması için ikinci cerrahi gereksinimi ve metalik fiksasyonların bilinen dezavantajları, rezorbe olan materyallerin geliştirilmesine öncülük etmiştir. Geliştirilen biyobozunur fiksasyon sistemleri ikinci bir cerrahi operasyon gerekliliğini ortadan kaldırdığı, korozyon oluşturmadığı ve kademeli bir yük transferi sağladığı için birçok kırık tedavisinde tercih edilmektedir.Yapılan bu çalışmada, çene kemiği kırığı tedavisinde kullanımı son yıllarda hızla artan biyobozunur implantların tespit güvenilirliği sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Çene kemiklerinin Sonlu Elemanlarla Analizini gerçekleştirebilmek için gerekli olan 3D model, BT (Bilgisayarlı Tomografi) tarama görüntülerinden tersine mühendislik yöntemleri kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen bu model üzerine biyobozunur fiksasyon sistemleri uygulanmış ve Sonlu Elemanlar Analizi yapılmıştır.Çalışmanın neticesinde, mandibula angulus (açı) fraktürlerinin fiksasyonu için uygulanan rezorbe olabilen miniplak-vida sisteminin çeneye etki eden çiğneme ve kas kuvvetleri altında yeterli dayanıklılığı gösterdiği sonucuna varılmıştır. To date many fixation techniques of mandibular angle fractures have been introduced. There exist many research on the stability of plate and screws systems used in Champy technique in fixation of mandibular fractures. However the need of a second surgery for the removal of these plates and screws, and well known disadvantages of metallic fixations have led to the development of resorbable materials. It is thought that in order to achieve a safe and effective post operative stability, the use of resorbable plates and screws can be preferred for fixation.In this study, fixation reliability of biodegradable plates which have been commonly used in recent years, was investigated using finite element method. 3D model required to perform FEA was obtained from BT scanning images using reverse engineering methods. Biodegradable fixation systems were applied on this model and FEA was done.As a result, it is concluded that, biodegradable plate screw system used in the treatment of mandibular angle fractures showed sufficient stability under masticatory forces. 185

Geçmişten günümüze kadar insan vücudunda kendisinden beklenen fonksiyonu yerine getiremeyen uzuvlar yerine bunların vazifesini yapan çeşitli malzemeler geliştirilmektedir. Dental implantlar da günümüzde en yaygın kullanılan yapay uzuvlardır. Bu tez çalışmasında tamamen dişsiz ve hasarlı alt çene kemiğindeki hasardan kaynaklanan eksikliğin, uygun implant abutment boylarıyla veya çene protez malzemesiyle telafi edilmesi için sonlu elemanlar yöntemi kullanarak oluşturulan modellerdeki etkin parametreler belirlenmeye çalışıldı.Bu tez çalışmasında ilk olarak optik tarama metodu kullanılarak gerçek bir hastaya ait protez tarandı. Sonra elde edilen verilere uygun alt çene kemiği yapısı oluşturulup bu yapıdan çeşitli hasarlı modeller elde edildi. Çalışmanın analiz kısmında ise, çeşitli yükleme şartları altında çene kemiğindeki hasarın, abutment boyu ve protez malzeme dolgusu kullanılarak telafi edilmesiyle elde edilen yeni modellerin, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak gerilme analizleri yapıldı. Gerçekleştirilen bu analizler ile birlikte hasarsız durumdaki çene kemiğinin gerilme analizlerinin karşılaştırılması yapılarak aynı yükleme şartlarında hasarlı yapıların telafisi için uygulanabilir en ideal yöntemin protez malzeme dolgusuyla sağlanabileceği bulundu. From past to present, instead of the parts of the human body which cannot fulfill its expected functions, a variety of materials that serve the same aim are developed. Dental implants are the artificial parts which are widely used nowadays. In this thesis, it is studied to determine main factors in order to recover deficiency caused by totally edentulous and damaged mandibula by using lengths of implant abutment or chin plate material via the finite element method.In this study, a dental prosthesis of actual patient was first screened by using optical scanning method. The structure of lower jaw bone suited to the obtained data was then created and the different damaged models were designed using this structure. The stress analysis was finally performed using finite element method to evaluate the recovery of damaged models by using new models designed using the different abutment length and prosthetic filling material under various loading conditions. The results showed that the ideal method to treat the damaged structures can be provided by using prosthetic material filling after comparing the obtained data from stress analysis with damaged and undamaged jaw bone under the same loading conditions. 113

Askeri amaçlı gemi inşaa sanayindeki hızlı gelişmelere paralel olarak, su altı patlama kaynaklı şok analizlerine olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Özellikle askeri amaçlı geliştirilen projeler gizlilik esasına dayandıkları için, yapı ile ilgili olan analiz ihtiyaçlarının milli imkanlar ile karşılanması son derece önem arz etmektedir. Bu doktora tezinde en temel gemi yapısal elemanları olan plak yapılarının su altı patlama kaynaklı şok yüklerine karşılık mukavemet analizleri gerçekleştirilmiştir. Patlama kaynaklı şok profili için yeni bir basınç fonksiyonu önerilerek, literatürde mevcut olan Cole basınç fonksiyonu ile kıyaslanmıştır.Anlık basınç yükü etkisi altındaki katmanlı kompozit bir plağın lineer olmayan dinamik denklemleri virtüel iş ilkesi kullanılarak elde edilmiştir. Geometrik nonlineerlik etkileri ince plaklar için von Kármán büyük yer değiştirmeler teorisi kullanılarak hesaba katılmıştır. Yer uzayı için yaklaşık bir çözüm kabul edilmiştir. Zaman uzayında lineer olmayan diferansiyel denklemleri elde etmek için Galerkin yöntemi kullanılmıştır. Bağlı ve lineer olmayan diferansiyel denklemlerin çözümü için MATHEMATICA yazılımı kullanılmıştır. Katman sayısı 3 olan kompozit plağın düzgün yayılı statik basınç yükü altındaki mukavemet ve hasar analizleri Tsai-Wu ve Tsai-Hill yaklaşımları ile Galerkin yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca; bir sonlu elemanlar çözücüsü olan NASTRAN yazılımı ile kompozit plağın sonlu eleman modeli oluşturularak statik analizler gerçekleştirilmiştir. Galerkin ve sonlu elemanlar yöntemiyle elde edilen plak orta noktası deformasyonları ve Tsai-Wu ile Tsai-Hill hasar indeksleri mukayese edilerek doğrulama gerçekleştirilmiştir.Sönümlü ve sönümsüz halde dikdörtgen kesitli kenarlarından ankastre mesnetli anlık basınç yüküne maruz 3 katmanlı kompozit plağın geometrik doğrusal olmayan dinamik analizleri benzer şekilde Galerkin ve Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Su altı patlaması sonucu oluşan anlık basınç yükü için Cole yaklaşımına göre şok basıncının plak üzerine ilk geldiği pik değeri ve basıncın eksponansiyel azaldığı ikinci kısmı daha iyi bir şekilde ifade eden basınç fonksiyonu önerilmiştir. Önerilen basınç fonksiyonu MATHEMATICA ve ANSYS yazılımları kullanılarak kompozit plağa dinamik bir şekilde tatbik edilmiştir.Suyun sönüm etkisinin incelenebilmesi ve önerilen basınç fonksiyonun doğruluğunun test edilebilmesi için MATHEMATICA yazılımı kullanılarak geliştirilen algoritma ile bir dinamik sonlu elemanlar çözücüsü olan LS-DYNA yazılımı sonuçları karşılaştırılmıştır. Sönümlü durumda basınç fonksiyonu plak boyutları olan x ve y ile plağın hızı olan w' bağlıdır. Bu durumda toplamda 3 değişken mevcuttur ve ANSYS yazılımı aynı anda 3 değişkenin tarif edilmesine izin vermemektedir. Bu nedenle sönümlü analizler için ankastre mesnetli çelik plak LS-Dyna yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. 40 gr TNT tipi patlayıcının suyun 0,15 m altında patlaması senaryosu analiz edilerek çelik plak üzerine etkiyen basıncın zamana bağlı değişimleri mukayese edilmişlerdir. Çelik plak tercih edilmesinin bir diğer sebebi ise literatürde çelik plağa ait deney sonuçlarının mevcut olmasıdır. Ramajeyathilagam K. vd çelik malzemeye sahip plaklar için patlama testlerini gerçekleştirmişlerdir, çelik plakların patlama analizleri LS-Dyna yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiş ve deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.Son bölümde su altı patlama yüklerine maruz katmanlı kompozit plakların çok amaçlı optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda; çok amaçlı genetik algoritma yaklaşımlarından olan Bastırılamayan Sıralamalı Genetik Algoritma yöntemi kullanılmıştır. Katmanlı kompozitlerin su altı patlama yüklerine karşılık dinamik çözümlerini yapan Galerkin programına optimizasyon algoritması eklenerek optimum kütle ve hasar indeksine (Tsai-Wu teorisine göre) sahip plak yapıları ve bunların dizilim açıları belirlenmiştir. 0,15 metre suyun altında 20 gr TNT patlamasına maruz 3, 5, 7 ve 9 katmanlı kompozit plakların su altı patlama kaynaklı şok yüklerine karşılık çok amaçlı (NSGA-II) optimizasyonları gerçekleştirilmiş ve elde edilen optimum çözümler için kütle değerleri ile hasar indeksleri hesaplanmıştır. In parallel with the rapid developments in the the shipbuilding industry for military purposes, the need for analysis of underwater explosion induced shock is increasing with each passing day. Especially projects that are developed for military purposes rely on the principle of confidentiality, therefore, the analysis of these structures with national resources are of utmost importance. In this thesis, strength analysis for the basic structural elements of the ship, the plate structures, are conducted for underwater explosion induced shock loads. A new function is proposed for explosion induced shock pressure profile and compared with existing Cole pressure function.The equations of motion for the laminated composite plate subjected to blast loading are derived by the use of the virtual work principle. The geometric nonlinearity effects are taken into account using the von Karman large deflection theory of thin plates. Approximate solutions are assumed for the space domain and substituted into the equations of motion. The Galerkin Method is used to handle the nonlinear differential equations in the time domain. The solution of dependent and non-linear differential equations are conducted by using MATHEMATICA software.The strength Tsai-Wu and Tsai-Hill failure analyses of three layered composite plate under uniform static pressure load are carried out using the Galerkin method. In addition, a finite element solver, NASTRAN software, is used for static analyzes of the composite plate. Midpoint deformation of the plate, Tsai-Wu and Tsai-Hill failure intensities are validated by comparing Galerkin and finite element methods.Damped and undamped clamped rectangular three-layered composite plate is subjected to blast loading, the geometric non-linear dynamic analyzes are carried out using the Galerkin and the finite element method. For the underwater explosion shock blast pressure load, different than the Cole approach, a new and better function is proposed for the first part and the exponantial decreasing second part of the pressure. Proposed function has been applied dynamically to the composite plate by using MATHEMATICA and ANSYS software.In order to examine the damping effect of the water and to test the accuracy of the proposed pressure function, a MATHEMATICA algortihm has been developed and the results are compared with dynamic finite element software LS-DYNA. In the damped case, the pressure function depends on the x and y dimensions and w' the velocity of the plate. In this case, three variables are available and ANSYS software does not permit to describe three variables at the same time. Therefore, damped analysis cantilever steel plates were analyzed using LS-Dyna software. By analyzing the explosion of 40 gr of TNT on the 0,15 m depth of water, time-dependent changes in the pressure acting on the steel plate are compared. Steel plates are preferred due to the availability of the test results in the literature, e.g.,Ramajeyathilagam K et al. carried out explosion test for steel plates. The explosion analysis of the steel plates are performed by using LS-Dyna software and compared with the experimental results.In the last section, blast loaded laminated composite plates multi objective genetic optimization is carried out. In this context, one of the most successful multi-objective genetic algorithm approaches, Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm, is used for optimization. By adding the optimization algorithm to the dynamic solver of underwater blast loaded laminated composite, the stacking sequences, layer orientation angles and thicknesses of each layer that gives the optimum mass and failure intensities (Tsai-Wu theory) are determined. Non-Dominated Sorting Genetic Optimization of the 3, 5, 7 and 9 layer composite plates, which are subjected to 0,15 depth of water and 20 gr TNT explosion induced shock loads, are carried out and Pareto optimal plate geometries are calculated. 163

Dalga yayılımı ve onun kırılma, kopma gibi yan sonuçları titreşimli yüklemeleri haiz makineler ve binalar gibi mühendislik yapılarında önemli bir olgudur. Karmaşık şekilli parçalarda dalga yayılımı sayısal incelemesi için tecrübe edilmiş en iyi yöntemlerden biri Sonlu Elemanlar Metodu'dur(SEM). Ancak SEM, dalga yayılımı sonucu gelişen, kırılma gibi süreksizliklerin meydana geldiği problemlerde uygun bir yöntem olmadığından, bu gibi problemlerde Ayrık Elemanlar Metodu(AEM)' nu kullanmak daha uygundur.Bu çalışma kapsamında, Stuttgart Üniversitesi, Teknik ve Nümerik Mekanik Enstitüsü bünyesinde geliştirilen ve yeni bir yaklaşım olan Galerkin-tabanlı Ayrık Elemanlar Metodu Parçacıkları Birleşimleri'nde dalga yayılımı incelenmiştir. Dalga yayılımı simülasyonlarının gerçeklenmesi için, aynı enstitü tarafından geliştirilen AEM programı Pasimodo kullanılmış ve simülasyonların mümkün olabilmesi için programa bir eklenti(plug-in) yazılmıştır. Geliştirilenmetot, AEM tabanlı olup, birbirinden bağımsız ve deforme olabilen elemanların yine deforme olabilen ancak kütlesiz sanal bağlar ile birbirine bağlanması ve gerektiğindebağların kolaylıkla kaldırılmasıyla süreklilikten süreksizliğe geçişi modellemeyi amaçlamaktadır. Bu haliyle kırılma mekaniğinde kullanılan yapışkan bölge elemanları metodunun özel bir hali olarak düşünülebilir.Çalışma bünyesinde, dalga yayılımı karakteristiklerinin incelemesi ince alüminyum bir çubuk üzerinde,hem boyuna hem de enine dalga oluşturacak şekilde bir uçtan impuls uygulanmak suretiyle gerçeklenmiştir. Uygulamayla, metotta kullanılan bağlayıcının katılığının oluşan dalga yayılımına ve nümerik dispersiyona etkisi farklı ağ yoğunlukları kullanılarak incelenmiştir. İnceleme sonucu görülmüştür ki, bağlayıcı katılığı alüminyum elastisite modülünün 100 katı ve üstü değerlerde alınırsa sonuçlar tüm ağ yoğunlukları için analitik çözüme yaklaşmaktadır.Anahtar Kelimeler: ayrık elemanlar metodu, ince çubuklar, dalga yayılımı, sonluelemanlar metodu Wave propagation and its side effects such as; fracture and failure; are important phenomena in vibrationally excited engineering constructions like machinery and buildings. Finite Element Method(FEM) is the well-known method for the numerical investigation of the wave propagation on complicated shaped structures. Nevertheless, FEM is not a suitable method for the analysis of discontinuities as a result of processes like fracture. Therefore, in this type of problems, using the Discrete Element Method(DEM) is more advantageous.In this study, wave propagation in thin rods using the method of Galerkin-based DEM Particle Assemblies that is developed within the Institüt für Technische und Numerische Mechanik, Universität Stuttgart is investigated. To this end, the DEM simulation platform Pasimodo(Particle Simulation and MOlecular Dynamics In an Object Oriented fashion) which is developed again within the same institute is used and in order to make the simulations possible a plug-in is written.The developed method is based on the Discrete Element Method(DEM) and aims to model transition from continuityto discontinuity using independent deformable elements that are bonded together with thefictious bonding elements which are massless and deformable and easily deleted in a fracture condition. Therefore, this method can be considered as specific type of the cohesive zone elements that are used in fracture mechanics.In the scope of this work, investigation of the wave propagation characteristics is done usinga thin aluminium rod and using an impulse on the one end with exciting both longitudinal and flexural propagation. With the application, both wave propagation characteristics and the numericaldispersion are studied with the changing bonding element stiffness and the mesh density. From the results,it is seen that the results are nearly same with the analytical solution above the bond stiffnessthat is equal to and above 100 times the aluminium's Youngs modulus.Key words: discrete element method, thin rods, wave propagation, ?nite elementmethod 72

Bu tez çalışmasında, tek ve çift bindirmeli yapıştırma bağlantılarında, yapıştırıcıda meydana gelen gerilmelerin analizi yapılmıştır. Ayrıca bindirme bölgesinde çatlak olması halinde meydana gelen kırılma davranışı araştırılmıştır. Levha genişliği, levha kalınlığı, bindirme uzunluğu ve yapıştırıcı kalınlığı gibi geometrik parametrelerin yapıştırıcıda meydana gelen gerilmeler üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Nümerik analiz Cornell Üniversitesi tarafından geliştirilen Franc2D/L sonlu eleman paket programı yardımıyla yapılmıştır. Elde edilen sonuçları grafik ve tablolar halinde sunulmuştur. Yapılan analiz sonucunda yapıştırıcıda meydana gelen kayma gerilmelerini etkileyen en önemli geometrik parametrelerin levha genişliği ve bindirme uzunluğu olduğu saptanmıştır. Levha genişliğinin artması her iki doğrultudaki yapıştırıcı kayma gerilmelerini artırmıştır. Levha kalınlığının artması yapıştırıcıda hem zy hem zx yününde meydana gelen kayma gerilmelerini artırmıştır. Diğer bir geometrik parametre olan yapıştırıcı kalınlığı arttıkça her iki doğrultuda yapıştırıcıda meydana gelen kayma gerilmelerinin azaldığı gözlenmiştir. Tüm parametrelerde zx doğrultusundaki yapıştırıcı gerilmelerinin neredeyse tümü bası gerilmesi olarak ortaya çıkmıştır. Ayrıca bindirme bölgesinde çatlaklar başlatılmış ve bu çatlakların K1 değerlerinin geometrik parametrelerle değişimi araştırılmıştır. In this thesis, the stress analysis on single-lap and double-lap bonded joints, which is used for joined two composite plates each other with adhesive, is investigated numerically. The effects of geometrical parameters such as the plate thickness, the plate width, the overlap length and the adhesive thickness on the joint strength have been researched.Numerical analysis is performed using Franc2D/L finite element packaged software developed by Cornell University for solution. The obtained results are presented with graphs and tables. It has been observed that plate thickness and overlap length have a significant influence on the shear stresses occurred in the adhesive. The increasing of the adherent thickness has increased both shear stress and shear stress growing up in the adhesive. The overlap length has a influence on the shear stresses . Other geometrical parameter is adhesive thickness. The shear stress magnitude decreases with the increasing of the adhesive thickness. The stress magnitude increases with the increasing of the adherent width. The shear stress ( ) have appeared compressive stress in all parameters. Also cracks have been progressed in overlap region. The changing of K1 values of these cracks depending on geometrical parameters have been investigated. 81

İnce duvarlı yapılar, hafif ve yüksek enerji sönümleme kapasitelerinden dolayı otomobil ve taşımacılık endüstrisinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Son zamanlardaki enerji sönümleme uygulamalarında özellikle köpük dolgulu yapılara ilgi artmaktadır. Bundan dolayı bu çalışmada, içi boş ve köpük dolgulu kare kesitli konik tailor-welded tüplerin eksenel darbe yükü altındaki dinamik davranışı araştırılmıştır. Simülasyonlarda köpük dolgulu konik tüpler için sonlu elemanlar yöntemi ve ağsız düzgün parçacık hidrodinamiği yöntemi (SPH) birlikte kullanılmıştır. Bu tüpler tek bir malzemeden (AL6061 veya AISI1018) veya iki farklı malzemeden (AL6061&AISI1018) tailor-welded kaynağı ile uç uça birleştirilmesi ile imal edildiği kabul edilmiştir. Dolgu malzemesi olarak kullanılan köpüğün ise alüminyumdan üretildiği varsayılmıştır. Tüplerin sayısal analizleri eksenel dinamik yük altında; koniklik açısı, kaynak bölgesi, üst parça kalınlığı ve köpük yoğunluğuna göre ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlar sonucunda; tüp kalınlığı ve köpük yoğunluğuna göre özgül enerji sönümleme (SEA), başlangıç maksimum kuvvet (BMK) ve kuvvet verimliliği (CFE) grafikleri elde edilmiştir. Bunun yanında en uygun tüp kalınlığı ve köpük yoğunluğu değerleri, ileri beslemeli yapay sinir ağları ve genetik algoritmalı optimizasyon yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Analizler sonucunda ağsız SPH yöntemi ve ileri beslemeli sinir ağları yöntemi tüplerin optimizasyon çalışmalarında başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Ayrıca, iki farklı malzemeden oluşan düz ve konik tüplerde başlangıç maksimum kuvvetin önemli ölçüde düştüğü, enerji sönümleme miktarının ise arttığı görülmüştür. Thin-walled structures are widely used in the automobile and transportation industry due to their lightweight and high-energy absorption. Especially thin-walled structures with filling materials have received much attention in energy absorption applications. Therefore, in this study, empty and foam-filled square tapered tailor-welded tubes was investigated the dynamic behaviour under axial impact load. The finite element method and meshless smooth particle hydrodynamics method (SPH) was used together for foam-filled tailor-welded tubes in all simulations. It was assumed that tailor-welded tubes composed of a single material (AISI1018 or AL6061) or two different materials (AL6061 & AISI1018) by joining end to end with tailor welding while the foam-filler material was made of aluminium. Analyses of tubes were performed with different taper angle, welding area, thickness of the upper part and foam density under axial impact loading. In a result of numerical simulations, graphs of specific energy absorption (SEA), the peak force (BMK) and crashworthiness force efficiency (CFE) was obtained. In addition to, optimum values of tube thickness and foam density were determined by using the forward neural network and genetic algorithm. The results of the simulations indicated that meshless SPH method and forward neural network for optimization of tubes have been successfully employed. Also, the peak force significantly decreased in the straight and tapered tubes composed of different two materials while the absorbed energy increased 84

Martensitik faz dönüşümleri, yüksek sıcaklıkta kararlı olan östenit fazından, düşük sıcaklıkta kararlı olan martensit fazına difüzyonsuz olarak gerçekleşen dönüşümlerdir. Katıdan katıya olan bu dönüşümler şekil hafızalı alaşımların (ŞHA) deformasyon mekanizmasını oluşturmaktadır ve sıcaklık değişimi ile veya gerilme altında gerçekleşmektedir. ŞHA sahip oldukları sıradışı özelliklerden dolayı son yıllarda üzerinde araştırma yapılan önemli malzemelerdendir. Bu çalışmada elastik davranış sergileyen malzemelerdeki martensitik faz dönüşümü sonlu elemanlar (SE) yöntemi ile modellenmiştir. Uygulanan deformasyon altında malzemede meydana gelen martensitik faz dönüşümü incelenmiştir. Farklı kristal oryantasyonlarına sahip tek kristalli malzemeler için gerilme-gerinim grafikleri elde edilmiştir. Çok kristalli ŞHA’nın genel malzeme davranışını anlamak için gerilmegerinim grafikleri ve yükleme esnasındaki östenit ve martensit hacim oranları elde edilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda kristal oryantasyonunun faz dönüşümünün başlangıç ve bitiş gerilmelerini değiştirdiği görülmüştür. ABAQUS SE programında, tek eksenli çekme uygulanan çok kristalli ŞHA’da elde edilen gerilme-gerinim grafiklerinin genel eğiliminin deneysel sonuçlara oldukça benzediği tespit edilmiştir. Ayrıca, ara yüzey ilerlemesini engelleyen atermal sürtünme değerinin artması da faz dönüşümünün başlamasını geciktirmiş ve sürtünme değerine göre farklı histerisizler oluşturmuştur. Genel olarak, deneylerle tespit edilen malzeme davranışının bu model ile elde edilebildiği gösterilmiştir., Martensitic phase transformations are diffusionless transformations that occur from austenite phase, which is stable at high temperatures, to martensite phase, which is stable at low temperatures. These solid-solid transformations represent the deformation mechanism of shape memory alloys (SMA) and occur by temperature change or under stress. In recent years, SMA are one of the important materials that is researched due to their extraordinary features. In this study, martensitic phase transformations in elastic materials are modelled using finite element (FE) method. Martensitic phase transformation that occur in the material under deformation is inspected. Stress-strain diagrams are obtained for single crystal materials which have different crystal orientations. To understand general material response of polycrystal SMA, stress-strain diagrams and volume fractions of austenite and martensite during loading are examined. As a result of the study, it is seen that crystal orientations affect the start and finish stresses of phase transformation. Stress-strain diagrams of uniaxially loaded polycrystal SMA obtained by using ABAQUS FE program are found to be very similar to experimental results. In addition, increase in athermal friction, which prevents the interface propogation, delays the phase transformation and it is seen that different hysteresis occur at different friction values. In general, it is shown that material response determined by experiments can be obtained using this model.

Kalça eklemi kireçlenme, kemik erinmesi ve travma gibi sebeplerden dolayı zamanla i?levin yerine getiremez hale gelir. Ayrıca kalça eklemi deği?ken gerilmelere maruz kaldığı için kırılmalar da görülebilir. Bu tür durumlarda kalça implantlarının kullanılması gerekmektedir. Kullanılan kalça protezleri tala?lı imalat, döküm ve plastik ?ekli verme yöntemleri ile üretilmektedir. Bu yöntemlerden en çok kullanılanı tala?lı imalat olup, bu yöntemde maliyet yüksek ve malzeme kaybı fazladır.Son yıllarda özellikle basit geometrilere sahip olan kalça protezleri için plastik ?ekil verme yöntemleri kullanılmaya ba?lanmı?tır. Bu yöntem özellikle hastaya özel kalça protezi imalatı için üretim hızını artıracak, daha dü?ük maliyetli ve daha dayanıklı implant üretimi sağlayacaktır. Ayrıca üretim yöntemlerini sınırlayan bir ba?ka unsur da protez malzemesidir. Özellikle titanyum ala?ımından üretilen protezler imalat yönteminin belirlenmesini sınırlamaktadır. ?u ana kadar literatürde kompleks geometriye sahip titanyum esaslı bir kalça protezi üretimi plastik ?ekil verme ile yapılmamı?tır. Bu çalı?mada, Ti6Al4V ala?ımından kompleks geometrili bir kalça protezinin dövme yöntemiyle üretim analizlerinin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi amaçlanmı?tır. Bu amaçla ilk olarak kompleks geometrili kalça protezinin üç boyutlu modeli SolidWorks programı vasıtasıyla çıkarılmı?tır. Daha sonra bu protezin imalat analizleri MSC SIMUFACT programı ile gerçekle?tirilmi?tir. Üretimi etkileyen faktörler olarak sıcaklık, sürtünme katsayısı ve presleme hızı programa tanıtılmı? ve bunların gerilme dağılımları, sıcaklık deği?imleri, malzeme akı?ı, kalıp a?ınması ve kalıba uygulanacak kuvvete etkileri incelenmi?tir. Çalı?ma sonucunda, dövme ile kalça protezi imalatı için en uygun ?artlar olarak 500°C, 0.05 sürtünme katsayısı ve 2mm/s pres hızı olarak belirlenmi?tir. Due to reasons such as arthritis, osteoclasis and trauma, the hip joints become unable to fulfill the function over the time. In addition, the hip joints are exposed to varying stresses which can lead to fracture. Hip prosthesis must be used in such cases. While used hip prostheses are made by machining, casting and plastic forming, the machining is the most used of these methods. But in this method, cost and material loss is high. Methods of plastic forming, especially for prosthesis with simple geometry, have been used in recent years. This method provides cost-effective and durable implants and faster manufacturing of patient-specific hip prosthesis. Furthermore, the other element that restricts the production method is prosthetic material. For instance, prostheses produced by titanium alloys limit the determination of production methods. So far, there is no complex-geometry and titanium based hip prostheses which are performed by plastic formation in scientific literature. In this study, results of the Ti6Al4V alloy hip prosthesis with a complex geometry, which is produced by forging, were analyzed by using FEM. For this purpose, the first three-dimensional model of complex geometry was designed by SolidWorks program and then the analyses were performed by MSC SIMUFACT program for this prosthesis. Factors affecting the production were defined as: heat, friction coefficient and the pressing velocity. Stress distribution, temperature change, material flow, die wear and applied force to the die were examined. As a result of the investigation, 500°C, 0.05 coefficient of friction and 2mm/s die speed was obtained, as a parameter of suitable hip prosthesis implants manufacturing, produced by forging. 99

Akıllı depolama sistemleri, üretimde paletleme işleminden sonra insan müdahalesi olmadan ürünlerin raflara yerleştirilmesi için kullanılan sistemlerdir. Akıllı depolama sisteminde ürün yüklü paletler, kartezyen robot ile raylar üzerinde üç eksende taşınarak raflara yerleştirilmektedir. Kartezyen robot iki ayrı sistemden oluşmaktadır. İlki ray üzerindeki paleti üzerine alarak aktarma noktalarına (koridor robotuna) ve raflara götüren taşıyıcı robottur. Diğeri ise rafların arasında, koridor boyunca, derinlik ve yükseklik olmak üzere iki eksende hareket eden ve paleti öngörülen raf adresinin başlangıç noktasına götüren koridor robotudur. Bu çalışmada ele alınan sistem ve benzeri sistemler tanıtılmış, tasarımda kullanılacak materyaller ve yöntemler açıklanmış ve tasarım aşamasına geçilmiştir. Sonuç olarak raf sistemi ve kartezyen robotunun tasarımları gerçekleştirilmiştir. Tasarımda robotların hareket uzayı olan raf konstrüksiyonunun sonlu elemanlar yöntemi ile yapısal ve sismik analizleri, robotların mekanizma tasarımı, servo motorların seçimleri ve kontrol sisteminin belirlenmesi işlemleri yapılmıştır. Dimes Gıda Sanayi Ticaret A.Ş. fabrikasına kurulan akıllı depolama sistemi üzerinde denemeler ve ölçümler gerçekleştirilmiştir. Intelligence Storage Systems are used for product placing to shelves without human interference. In the Intelligent Storage System, pallets (products) are placed to shelves by Cartesian robot?s transporting as three dimension on rails. Cartesian robot consists of two separated system. First is carrying robot which undertakes pallet on the rail and transports it to transfer points (corridor robot) and shelves. The other is corridor robot which moves on two axes as depth and height, between shelves, throughout corridor, and transports pallet to starting point of envisioned shelf address. In this study, discussed system and systems likely to it were introduced, materials and methods used in design were explained before design stage. Designs of shelf system and Cartesian robot were realized as result. Seismic and structural analysis process of constructional warehouse that motion space of robots? with finite elements method, mechanical design processes of robots, sellect processes of servo motors and assignment process of control system were done in design. Tests and measurements were done above Intelligent Storage System established in Dimes Food Industry Corp. factory. 101

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Biyel, doğrusal hareketin dönme hareketine ya da tam tersine çevrilmesinde ve günümüzde içten yanmalı motorlarda kullanılan en önemli parçalarıdan biridir. Günümüzde hızla gelişen teknoloji ile birlikte düşük hacim ve yüksek güç değerlerinde çalışan motorların geliştirilmesiyle daha hassas, daha hafif, daha dayanıklı ve daha ekonomik motor parçalarına ihtiyaç duyulmuştur. Motora ait tüm parçalar içerisinde ani değişen yüklere maruz kalan en belirgin parça biyeldir. Yüksek hızlarda ve güçlerde çalışan biyellerde oluşan temel gerilmeler, öncelikli olarak biyel koludan başlara geçiş bölgesinde olmak üzere, ciddi deformasyon ve yorulma eğilimine sebep olmaktadır. Bu çalışma, genel olarak biyelin özellikleri, yapısal açıdan içinde bulunduğu çalışma şartlarına dayanarak krank açısına bağlı maruz kaldığı kuvvetlerin incelenmesi, bu kuvvetlere bağlı olarak stres analizlerinin gerçekleştirilmesi ve elde edilen sonuçlar ışığında biyel optimizasyonunun yapılması olarak dört ana kısımdan oluşmaktadır. Mathcad ve MS Excel programları kullanılarak biyele ait parametreler ile biyele ait yer değiştirme denklemleri, biyele bağlı hız ve ivmenin tespiti yapılmıştır. Tespiti yapılan değerlere dayanarak maksimum F kuvvetinin hangi krank açısında oluştuğu tespit edilmiştir. Krank-biyel mekanizması matematiksel olarak modellenmiştir. Daha sonra üç adet biyel modeli Solidworks progamı ile genel biyel tasarımı esaslarına göre günümüzdeki biyel tasarımlarından esinlenilerek üç boyutlu olarak tasarlanmıştır. Tasarımı yapılan üç biyel geometrisi için elde edilen kuvvetler kullanılarak FEM (sonlu elemanlar yöntemi) ile stres analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizler için krank-biyel mekanizmasının analiz modeli oluşturulmuştur. Mekanizmaya ait pin, yatak ve krank muylusu modellenmiştir. Tespit edilen krank açısına bağlı maksimum F kuvveti ile stres analizleri yapılmıştır. Bu tez çalışmasında sıcaklık ve hava şartları dikkate alınmamış, yük dağılımının homojen olduğu kabul edilmiştir. Son olarak analizlerden çıkan sonuçlara göre en uygun biyel tercih edilip yük azaltma çalışmaları ile biyel optimizasyonu yapılmıştır. Böylece bir biyelin sıfırdan tasarımı gerçekleştirilip elde edilen matematiksel bilgilerin ışığında analizleri tecrübe edilip tasarımda gerekli düzeltmeler yapılarak eldeki verilere göre bir biyel elde edilmiştir., In order to understand the true impact the automobile has had on our society, we would have to go back in time over one hundred years. A time without the simplicity of hopping into a vehicle to take us anywhere we want to go is almost unfathomable to many Americans. But for the early automotive engineers, the tremendous advancements in automotive technology would be even more surprising. In the last 50 years, cars have learned to think, adjust, and even protect. But this is just the tip of the iceberg. High performance is now the catch phrase. The vast majority of people want a vehicle that will get them from point A to point B as easily as possible, but also put a little smile on their faces. Often times, the smile is created by a quick punch of the accelerator and accompanied by a feeling of immense power and control. The auto manufacturers are well aware of this, and to achieve it, they design faster, lighter, and more efficient engines to do the job. But exactly it is known, what happens inside an engine, and what are the risks involved in designing the strongest engine on the block. Nowadays the main problems in the field of development and improvement of motor-vehicle and tractor engines are concerned with wider use of diesel engines, reducing fuel consumption and weight per horsepower of the engines and cutting down the costs of their production and service. The engine-pollution control, as well as the engine-noise control in service have been raised to a new level. Far more emphasis is given to the use of computers in designing and testing engines. Ways have been outlined to utilize computers directly in the construction of engines primarily in the construction of diesel engines. The challenge of these problems requires deep knowledge of the theory, construction and design of internal combustion engines on the part of specialists concerned with the production and service of the motor vehicle and tractor engines. In this project, one component of an engine in particular, the connecting rod, will be analyzed. Being one of the most integral parts in an engine’s design, the connecting rod must be able to withstand tremendous loads and transmit a great deal of power. It is no surprise that a failure in a connecting rod can be one of the most costly and damaging failures in an engine. But simply saying that isn’t enough to fully understand the dynamics of the situation. This work presents a three-dimensional finite element analysis, which describes the behaviour of a connecting rod under gas pressure. The connecting rod is moving in a complex environment during engin operation. The pushing force takes into account the most important load. Also there is pulling force that effects the connecting rod because of the interia loads of piston and piston elemens (pin, ring etc.). Pushing force reaches it’s maximum limits by gas pressure, pulling force reaches it’ s maximum limits at maximum speed. The response of the simulated model by critical loads makes it possible to know and to analyse the operating forces, the corresponding maximum gaz pressure and the interia load. A connecting rod is the most common part in converting linear motion to rotating motion and combustion engines in daily life. Today, the automotive industry needed less toleranced, less mass and more stable, more economic motor parts because of the less space and high torque ratings with the speedly growing technology. The most known part in a combustion engine which comes face to face with quickly changing forces is a connecting rod. Tensions and compressions couses seriously deformations and fatigue on connecting rods that works in high velocity and torque. This article includes general properties about the connecting rod, research about forces upon crank angle with corresponding to its working dependencies in a structural mentality, study on the stress analysis upon to this forces gained from calculatinos and optimization with the data that gained from the analysis. Displacement, velocity and acceleration of the system is calculated corresponding with connecting rod’s known parameters with using Mathcad and MS Excel programs. The crank angle found which crank-slider mechanism has maximum F force with calculated data. Firstly, crank-slider mechanism is designed in numerical model. After that, three of connecting rod designed as a three-dimensional model in Solidworks program corresponding with desing fundamentals of a connecting rod and affect of made designs. Stress analysis applied on this three connecting rods with using calculated forces in FEM (finite element method). A model designed as a crank-slider mechanism for this analysis. Pin of piston, housing and crank pin is created for this crank-slider mechanism. Stress analysis applied with calculated F force correponding the crank angle. In this study, temperature and operating conditions are not cared, additionally it is accepted that a homogen force is applied on the system. The connecting rod must be of a certain weight because it has an effect on the engine. It if the rod is light, then the engine will be able to move faster and accelerate more quickly. But weight is not the only important thing; the connection rod must be light and strong at the same time. It should be strong enough to resist all forces produced by the engine, as well as the powerful force that the piston creates when it is moving to the dead center. If the connection rod is weak, that force made by the piston can break it in half or pull it out from its place. After all, the most sucessfull connecting rod design selected and made optimization with weight decreasing and supporting of weak points on it. By the way, an optimized connecting rod created with design from the beginning, develop of numerical equations corresponding with calculating it’s working loads. Due to its large volume production, it is only logical that optimization of the connecting rod for its weight or volume will result in large-scale savings. It can also achieve the objective of reducing the weight of the engine component, thus reducing inertia loads, reducing engine weight and improving engine performance and fuel economy. For conclusion, the connecting rod can be designed and optimized under a load range comprising tensile load corresponding to 360o crank angle at the maximum engine speed as one extreme load, and compressive load corresponding to the peak gas pressure as the other extreme load., Yüksek Lisans, M.Sc.

Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Bu çalışmanın amacı yaprak yayların sonlu elemanlar yöntemi ile yorulma analizlerinin yapılması ve çıkan sonuçlara göre yeni tasarımlar yapılmasıdır. Ülkemizde yaygın olarak kullanılan yaprak yayların, tarım sektöründe toprak işleme amacıyla kullanılan yaylı ayaklara adapte edilerek malzeme, üretim ve işçilik maliyetlerini düşürerek nasıl daha ekonomik üretim yapılabileceği üzerinedir. Yaprak yayların ve toprak işleme ayaklarının malzemesi 55Cr3 çeliktir. Numune yaprak yayların ve ayakların laboratuar şartlarında yorulma deneyleri yapılarak sınır değerleri görülmüştür. Bu bilgiler ışığında yeni tasarım yapılmıştır., The purpose of this study is making fatigue analysis of leaf spring using finite element method and creating new designs according to these results. It is about how to make more economical manufacture with minimize material, manufacture, worker costs as a result of adapted leaf springs - which are commonly used in our country - and tillage shank - which used for tillage. The material of leaf spring and tillage shank is 55Cr3 steel. After finishing fatigue tests of leaf springs and shanks in laboratory, according to these results new design created.

Bu çalışmanın amacı, Jk-integral yöntemini kullanarak Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerdeki eğik çatlak ucunda parametrelerini hesaplamaktır. Çatlak, karışık modda termal yüklemeye maruz kalmaktadır. Jk-integrali en genel formu göz önüne alındığında bu integral çatlak ucunda tanımlanmış bir eğri integralidir eğri üzerinde tanımlanmış integral ile çalışmanın mümkün olmamasından, Jk-integral, düzlemsel termal elastikiyet kuramları ile alan ve çizgi integralleri içeren ve alandan bağımsız bir integral haline dönüştürülmüştür. Karışık modda termal yükleme altındaki çatlak analizleri mod-I ve mod-II gerilme şiddeti faktörlerinim hesap edilmesini gerektirmektedir. Gerilme şiddet faktörlerinin hesabına ek olarak enerji bırakma miktarı ve T-gerilimi de Jk -integral metodu ile hesap edilmektedirGenel amaçlı sonlu eleman analiz yazılımı olan ANSYS' te yapılan termal ve yapısal analizlerde derecelendirilmiş izoparametrik elemanlara sahip sonlu eleman modelleri oluşturulmuştur. Jk-integral formülasyonunda gerekli olan bütün malzeme özelliklerinin, fonksiyonel derecelendirilmiş ortamda sürekli uzaysal değişimlere sahip oldukları varsayılmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar Yer Değiştirme Bağıntısı Tekniği ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Jk -integralinin alandan bağımsız olma özelliği de gösterilmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar çatlak pozisyonunun, çatlak boyu, çatlağın açısı ve malzeme özelliklerinin derecelendirilme profillerinin gerilme şiddeti faktörlerine, enerji bırakma miktarına etkilerini göstermektedir. The main aim of this study is to utilize a Jk-integral for the analysis of inclined cracks located in functionally graded materials (FGMs). The crack is subjected to mixed mode thermal loading. The generalized definition of the Jk-integral over a vanishingly small curve at the tip of an inclined crack is converted to a domain independent form that consists of area and line integrals defined over finite domains. A numerical procedure based on the finite element method is then developed, which allows the evaluation of the components of the Jk -integral, the modes I and II stress intensity factors, energy release rate and the T-stresses at the crack tips.In both thermal and structural analyses, finite element models that possess graded isoparametric elements are created in the general purpose finite element analysis software ANSYS. In the formulation of Jk-integral, all required engineering material properties are assumed to possess continuous spatial variations through the functionally graded medium. The numerical results are compared to the results obtained from Displacement Correlation Technique (DCT). The domain independence of Jk-integral is also demonstrated. Detailed parametric analyses are conducted by considering an inclined crack in an FGM layer that is subjected to steady-state thermal stresses. The results obtained in this study show the effects of relative location, relative crack size, material property profile and the crack inclination angle on stress intensity factors and energy release rate. 83

Bu doktara çalışmasında, pamuk tarımında makinalı hasat öncesinde yapılan kimyasal yaprak dökücü (defolyant) uygulamasına alternatif olarak kullanılabilecek termal esaslı yaprak dökücü makina tasarımı ve geliştirilmesi amaçlanmıştır.Termal etkili yaprak dökücü makinanın tasarımı ve geliştirilmesinde bilgisayar destekli tasarım programları kullanılmıştır. Gerilme, hava akış ve termal analizleri sonlu elemanlar yöntemine göre analiz yapan SolidWorks® 2010 Premium programı ile gerçekleştirilmiştir. İki yıl üst üste, aynı lokasyonda 3 pamuk çeşidi üzerinde yürütülen çalışmada, termal esaslı yaprak dökücü makina ile uygulama, kimyasal uygulama ve hiçbir uygulamanın yapılmadığı kontrol grupları, yaprak ölümü, yaprak dökümü, lif kalitesi, verim ve uygulama maliyetleri yönünden karşılaştırılmışlardır. Yaprak ölüm oranları termal uygulama yapılan parsellerde ilk 24 saate %100'e ulaşırken, kimyasal uygulama yapılan parsellerde 19 gün sonunda en çok %56 seviyelerinde, hiçbir uygulamanın yapılmadığı parsellerde en çok %13 civarında gerçekleşmiştir. Uygulama sonrası 19 gün sonunda yapılan ölçümlerde yaprak döküm oranları termal uygulama yapılan parsellerde %90'lara ulaşırken, kimyasal uygulama yapılan parsellerde %50'lerde, kontrol parsellerinde ise %10 civarında gerçekleşmiştir. Uygulamaların lif kalite özellikleri ve verim üzerine etkileri konusunda istatistiksel açıdan önemli bir fark bulunmamıştır. Uygulama maliyetleri açısından termal yaprak dökücü uygulamanın, kimyasal uygulamaya alternatif olabileceği görülmüştür. Ayrıca, termal etkili yaprak dökücü uygulama organik pamuk yetiştiriciliğinde makinalı hasadı mümkün kılmakla birlikte, hasat zamanının erkene çekilmesini de sağlayabilmektedir. In this study, it is aimed to design and develop a thermal based defoliator which can be used an alternative application to chemical defoliants that are applied in pre-harvest period, in cotton cultivation.Computer aided design programs were used to design and develop thermal based defoliation machine. Strength, air and thermal flow analysis was done using SolidWorks® 2010 Premium program which employs Finite Element Methods for analysis. This study was done in the same location for two consecutive years with three cotton varieties. Thermal treatment, chemical treatment and non-treatment groups were compared in terms of leaf kill, defoliation, fiber quality, yield and treatment costs. While leaf kill was 100% in first 24 hours for thermal treatment, it is up to 56% for chemical treatment and 13% for non-treatment, after 19 days. At 19 days after the treatments, defoliation rate reached 90% in thermal treatment plots, 50% in chemical treatment plots and 10% in non-treatment plots, approximately. There were no statistical differences between treatments, in terms of fiber quality and yield. When treatment costs were compared, thermal treatment could be an alternative to chemical treatments. Furthermore, thermal treatment makes harvest by machine possible in organic cotton cultivation and also can take harvest-time earlier. 197

Taşıtların üzerinde; bulundukları yol koşullarına, yaptıkları hıza, aldıkları viraja v.b. göre yükler oluşmaktadır. Bu yükler araç şasisi üzerinde gerilimlerin oluşmasına sebep olmaktadır. Oluşan bu gerilimler sebebiyle zamanla araç şasisi üzerinde problemler görülebilir. Bu nedenle araç şasisi üzerinde oluşacak gerilim ve deformasyon değerlerinin araştırılması çok önemlidir. Bu sayede oluşacak problemler dizayn aşamasında giderilebilir.Son yıllarda dünya üzerinde sonlu elemanlar metodu kullanılarak yapılan gerilim analizleri mühendislik dünyasına önemli katkılarda bulunmuştur. Zira bilgisayar yazılımları yardımı ile şasi üzerinde oluşan gerilim ve deformasyon değerleri çok küçük hata payları ile, gerçeğe yakın değerleri ile hesaplanabilmektedir.Bu çalışma, Hacettepe Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü'nün ürettiği HU-GO isimli hafif aracın şasi analizlerinin incelenmesi amacıyla gerçekleşmiştir. Bunun için aracın şasisinin CAD ortamında çizimleri yapılmış, yapılan çizimler sonlu elemanlar analizlerinin yapılacağı ANSYS programına aktarılmıştır. Ardından ANSYS programı ile şasinin mukavemet ve modal analizleri yapılmıştır. Bu analizlerden alınan sonuçlarla elde edilen gerilim ve deformasyon değerlerinin yoğunluklarına ve büyüklüklerine göre kritik bölgeler saptanmış, güvenlik katsayıları hesaplanmış ve doğal frekans değerleri bulunmuştur. Loads are occured on the vehicles by the road conditions, their velocities, the curve that they take etc. These loads cause to create stresses on the vehicle chassis. Because of these stresses some problems can occur on the vehicle chassis in time. Because of this reason to analyse the stresses and deformations, which are occured on the vehicle chassis, is very important. Hereby the problems can be cleared at the design stage.The stress analysis using finite element method made impotant additions to the engineering world of late years. Because the occured stresses and deformation values can be calculated with tiny errors, in other words near to its real values, by the help of the computer softwares.This study aimed that to go into the chassis analysis of HU-GO Ultra Light Vehicle, which is produced by the Mechanical Engineering Department of the Hacettepe University. The CAD drawings of the chassis of the vehicle are made for this and the CAD drawings are transferred to the ANSYS software, where we made the finite element analysis. After that the strength and modal analysis of the chassis are made by the ANSYS software. Critical regions according to the size and the density of the stresses and deformations are determined, design factors are calculated, natural frequency values are found with results of these analysis. 157

Yüksek Lisans Tezi Bu çalışmada 1.2210 115CrV3 çeliğinin kırılma tokluğu değerleri Çevresel Çentikli Dairesel Çubuk (ÇÇDÇ) numuneleri kullanılarak bulunmuş. Daha sonra ANSYS yazılımı ile sonlu elemanlar desteği kullanılarak hesap edilen kırılma tokluğu değerleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde konu ile ilgili genel bilgi verilmiş ardından kırılma mekaniğinin gelişimine değinilmiştir. İkinci bölümde kırılma mekaniği teorisi bahsedilmiş, üçüncü bölümde kırılma türleri anlatılmıştır. Dördüncü bölümde kırılma tokluğu değerlerinin nasıl elde edildiği, standart kırılma tokluğu deneylerinden ve ÇÇDÇ numune kullanılarak yapılan deneylerin faydalarından söz edilmiştir. Çalışmanın beşinci bölümünde ÇÇDÇ numune kullanarak yaptığımız deneyler ve aşamaları anlatılmış, malzemenin kırılma tokluğu değerleri bulunmuştur. Altıncı bölümde ANSYS yazılımı kullanılarak sonlu elemanlar yöntemi ile ÇÇDÇ numune modellenerek analizler yapılmış ve kırılma tokluğu değerleri hesaplanmıştır. Son olarak deneysel olarak bulduğumuz ve sonlu elemanlar desteği ile hesapladığımız kırılma tokluğu değerleri yorumlanmış ve karşılaştırılmalı olarak sunulmuştur. Anahtar kelimeler: Kırılma mekaniği, Kırılma tokluğu, Çevresel çentikli dairesel çubuk, Sonlu elemanlar metodu, ANSYS. Abstract In this research fracture toughness values of 1.2210 115CrV3 steel were found by use of circumferentially cracked round bar (CCRB) specimens. Afterwards, they were compared with the values found through ANSYS via use of finite element support. In the first chapter of the research there is general introductory knowledge on the subject and fracture mechanics. The second chapter focuses on the theory of fracture mechanics; third chapter explains varieties of fracture. The fourth chapter then explains how fracture toughness values were acquired and standard fracture toughness experiments as well as the benefits of experiments that are carried out by using CCRB specimens. In the fifth chapter, it has been explained the phases of experiments using circumferentially cracked round bar and the fracture toughness (KIc) values were found. Chapter sixth reveals the calculations of fracture toughness values and analyses of finite element method experiments using ANSYS application on CCRB samples. In conclusion, the fracture toughness values found through experiments and finite element method calculations were interpreted and revealed in comparatively. Key words: Fracture mechanics, Fracture toughness, Circumferentially cracked round bar, Finite element method, ANSYS.