Search

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.

In this study, the settlement behavior of Aksifat concrete faced rock-filled dam was analyzed, during both period of construction and its water retention. In order to determine total displacement and stress distribution, two-dimensional strain analyses were performed using PLAXIS program based on the finite elements method. The material parameters of the dam were obtained from geotechnical reports, literature studies and the well logging data carried out within the scope of the project. The linear elastic material model was preferred for the bedrock in dam modelling, while the Mohr-Coulomb (MC) model was used for the rock fill, rock foundation and filter sand-gravel. Considering the seismotectonic features of the dam site, the Mw 5.7 Upland California earthquake with a maximum acceleration value of 0.24 g was utilized in the dynamic analysis. In the static analysis, the maximum settlement value was observed in the middle of the dam body fill and in the crest. The maximum value of settlement was computed at the top of the dam body. According to slope stability analysis; the static slope safety factor is greater than 2.0 which indicates that the slope stability is in balance. In the dynamic case, the value of the safety factor is reduced to the value of 1.3. This result indicates that the slope is in equilibrium whereas the slope stability tends to decline if the earthquake acceleration value increases. In terms of 2D deformations and the state of slope stability under seismic forces; the Mw 5.7 earthquake with a maximum acceleration value of 2.4 g will not produce any risk based on the finite element model of the dam used in this study., Bu çalışmada ön yüzü beton kaplı kaya dolgu baraj olan Aksıfat Barajının inşa aşamasında ve su tutma aşamalarındaki oturma davranışı incelenmiştir. Toplam yer değiştirme ve gerilme dağılımları belirlenmesi amacıyla sonlu elemanlara dayalı PLAXIS programı kullanılarak iki boyutlu düzlemsel şekil değiştirme analizleri yapılmıştır. Barajı oluşturan malzemelere ait parametreler, proje kapsamında yapılan araştırma kuyu kesit verilerinde, geoteknik raporlardan ve literatür çalışmalarından elde edilmiştir. Baraj modelinde ana kaya için lineer elastik malzeme modeli; kaya dolgu, kaya temel ve filtre kum-çakıl için Mohr-Coulomb (MC) modelleri tercih edilmiştir. Baraj ile birlikte temel zemininde davranışının modellenmesi için zemin formasyonları da sonlu elemanlar modeline dahil edilmiştir. Statik çözüm için barajın kendi ağırlığı altında oluşan yer değiştirme ve gerilme analizleri yapılmıştır. Barajın yer aldığı bölgenin sismotektoniği dikkate alınarak, 0.24 g maksimum ivme değerine sahip Mw 5.7 Upland Kaliforniya depremi dinamik analizlerde kullanılmıştır. Statik durum analizinde maksimum oturma değeri baraj gövde dolgusunun ortalarında ve krette oluştuğu gözlemlenmiştir. Baraj gövdesi içerisinde hesaplanan maksimum oturma, baraj gövde ortasının en üst noktasında elde edilmiştir. Şev stabilite analizlerine göre; statik durumda elde edilen şev güvenlik katsayısı 2.0 dan büyüktür ve bu durum şevin dengede olduğunu göstermektedir. Dinamik durumda ise elde edilen güvenlik katsayıları değerleri düşerek 1.3 civarında elde edilmiştir. Bu durum şevin dengede olduğunu ancak deprem ivme değerinde artış olması durumunda şev dengesinin bozulma eğiliminde olduğunu göstermektedir. Sismik kuvvetler altında iki boyutta yer değiştirmeler ve şev stabilitesi değerlendirildiğinde inceleme bölgesinde 0.24 g ivmeli Mw 5.7 büyüklüğünde bir depremin oluşması halinde incelenen barajın sonlu eleman modelinde risk oluşturacak boyutta deformasyonlar meydana gelmesi öngörülmemektedir.

Bu çalışmada, sementit karbür matkaplar ile delik delme uygulamalarında, kesme parametrelerinin delme performansına etkisi, sonlu elemanlar metotları ve deneysel çalışmalar ile incelenmiştir. Çalışmalarda 8.8mm çaplı iki ağızlı sementit karbür matkap ve AISI 1045 iş parçası malzemesi kullanılmıştır. Kesme parametrelerinin belirlenmesinde, kuru delme işlemi uygulanmıştır. Farklı kesme parametreleriyle elde edilen deneysel veriler sonlu elemanlar analizleri ile karşılaştırılmıştır. Sonlu elemanlar analizi için Deform-3D yazılımından yararlanılmıştır. Malzeme modeli yazılımın malzeme kütüphanesinden elde edilmiştir. Sonuç olarak, deneysel çalışmalar sonucu elde edilen kesme kuvvetleri ve talaş oluşumları incelendiğinde, sonlu elemanlar modelinin gerçek sonuçlara yakın veriler sağlayabileceği gözlemlenmiştir.

Emniyet kemeri sistemleri, otomotiv endüstrisinde kullanılan standart güvenlik ekipmanlarındandır. Emniyet kemeri kullanımı sayesinde araç içerisindeki yolcuların güvenlik seviyeleri arttırılmış ve ciddi yaralanmaların önüne geçilmiştir. Özellikle emniyet kemerinin hava yastığıyla birlikte kullanımı sonucunda, yolcuların kafalarının araç kokpitine çarpmasının önüne geçilerek olası travmaların en alt seviyelere indirilmesi hedeflenmektedir. Ancak mevcut emniyet kemeri sistemlerinin kaza sırasında açığa çıkan enerjiyi tam olarak absorbe edemediği anlaşılmıştır. Tam olarak sönümlenemeyen bu kuvvetin araç içerisindeki yolcular üzerinde kaburga kemiği kırıkları, deri üzerindeki morarmalar gibi çeşitli yaralanmalara sebep olduğu gözlemlenmiştir. Bu kapsamda, emniyet kemeri sisteminin mevcut faydalarından ödün vermeden, insan bedeni üzerinde oluşan travmayı minimize edecek bir sönümleme sistemi tasarlanmış ve bu sistem için gerekli olan analizler yapılmıştır. Bahsi geçen bu sönümleme sistemi CATIA yazılımı kullanılarak modellenmiş, gerekli olan analizler ise ABAQUS yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sönümleme görevini gerçekleştirecek olan alüminyum köpüğün farklı formları için sonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda kesik piramit modelinin optimum sonucu verdiği görülmüştür. Bu çalışmada, emniyet kemeri sistemleri için tasarlanmış olan yeni sönümleme sistemi sayesinde kaza anında açığa çıkan enerji absorbe edilerek, bu enerjinin yolcular üzerindeki çeşitli olumsuz etkilerinin ortadan kaldırılması hedeflenmektedir. One of the standard safety elements in the automobile industry is the seat belt system. The security level of passengers in the vehicle is increased considerably by using seat belts. Notably, the use of the seat belt in conjunction with the airbag during traffic accidents is intended to reduce the number of traumas. Also, the seat belts prevent passengers’ head from crashing into the vehicle’s dashboard. Nevertheless, it is revealed that the present seat belt systems have inferior energy absorbing performance resulting in undamped forces which causes various injuries on the human body during a crash, commonly as rib fractures and severe bruises. In this study, a novel system with aluminium foam for energy absorbing purposes is designed which is suitable to be integrated into the seat belt system. The CAD model is constituted in CATIA software, and the finite element analyses for determining the most efficient energy absorbing geometry for the aluminium foam are carried out by ABAQUS software. Among the different forms of aluminium foams, the truncated pyramid is found to be the optimum geometry to be used in the new system which will help to minimize the negative effects of an undamped force on the human body during an accident. AVROTAS Avrupa Tasarım Mühendislik İç ve Dış. Tic. A.Ş.

Emniyet kemeri sistemleri, otomotiv endüstrisinde kullanılan standart güvenlik ekipmanlarındandır.Emniyet kemeri kullanımı sayesinde araç içerisindeki yolcuların güvenlik seviyeleri arttırılmış ve ciddiyaralanmaların önüne geçilmiştir. Özellikle emniyet kemerinin hava yastığıyla birlikte kullanımısonucunda, yolcuların kafalarının araç kokpitine çarpmasının önüne geçilerek olası travmaların en altseviyelere indirilmesi hedeflenmektedir. Ancak mevcut emniyet kemeri sistemlerinin kaza sırasında açığaçıkan enerjiyi tam olarak absorbe edemediği anlaşılmıştır. Tam olarak sönümlenemeyen bu kuvvetin araçiçerisindeki yolcular üzerinde kaburga kemiği kırıkları, deri üzerindeki morarmalar gibi çeşitliyaralanmalara sebep olduğu gözlemlenmiştir. Bu kapsamda, emniyet kemeri sisteminin mevcutfaydalarından ödün vermeden, insan bedeni üzerinde oluşan travmayı minimize edecek bir sönümlemesistemi tasarlanmış ve bu sistem için gerekli olan analizler yapılmıştır. Bahsi geçen bu sönümleme sistemiCATIA yazılımı kullanılarak modellenmiş, gerekli olan analizler ise ABAQUS yazılımı kullanılarakgerçekleştirilmiştir. Sönümleme görevini gerçekleştirecek olan alüminyum köpüğün farklı formları içinsonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda kesik piramit modelinin optimum sonucuverdiği görülmüştür. Bu çalışmada, emniyet kemeri sistemleri için tasarlanmış olan yeni sönümlemesistemi sayesinde kaza anında açığa çıkan enerji absorbe edilerek, bu enerjinin yolcular üzerindeki çeşitliolumsuz etkilerinin ortadan kaldırılması hedeflenmektedir, One of the standard safety elements in the automobile industry is the seat belt system. Thesecurity level of passengers in the vehicle is increased considerably by using seat belts. Notably, the useof the seat belt in conjunction with the airbag during traffic accidents is intended to reduce the number oftraumas. Also, the seat belts prevent passengers’ head from crashing into the vehicle’s dashboard.Nevertheless, it is revealed that the present seat belt systems have inferior energy absorbing performanceresulting in undamped forces which causes various injuries on the human body during a crash, commonlyas rib fractures and severe bruises. In this study, a novel system with aluminium foam for energyabsorbing purposes is designed which is suitable to be integrated into the seat belt system. The CADmodel is constituted in CATIA software, and the finite element analyses for determining the most efficient energy absorbing geometry for the aluminium foam are carried out by ABAQUS software.Among the different forms of aluminium foams, the truncated pyramid is found to be the optimumgeometry to be used in the new system which will help to minimize the negative effects of an undampedforce on the human body during an accident.

Otomotiv güvenliği ile ilgili 1990'lı yıllardan sonra çok önemli gelişmeler yaşanmış ve yolcu güvenliği otomotiv üreticileri için bir pazarlama özelliği haline gelmiştir. Son yıllarda ise otomotiv firmalarında büyük bir rekabet ortamının oluşmasıyla birlikte araçlarda güvenli yaşam kafesi oluşturmak için birçok güvenlik çözümleri sunulmaktadır. Güvenli yaşam kafesi oluşturulmasında en kilit rollerden birini aracın ön gövdesindeki çarpışma bölgesi üstlenmektedir. Ön çarpışma bölgesinden beklenen görev, yüksek enerji emme kabiliyetine sahip olmasıyla kaza anında önden çarpma sonucu oluşabilecek kuvvetleri en iyi şekilde sönümleyerek sürücüyü meydana gelebilecek darbelerden korumasıdır.Bu tezde otomobillerde güvenli bir yaşam kafesi oluşturmak amacıyla yarım araç modeli kullanılmış ve beş farklı ön çarpışma bölgesi modelinin çarpışma performansları incelenmiştir. Araçtaki çok yönlü ve sürekli yük yollarını elde etmek amacıyla burulma, bükülme ve önden çarpma senaryoları Optistruct ile oluşturulmuş ve aracın topoloji optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yük yolları baz alınarak araç ön çarpışma bölgesi elemanları Siemens NX ile tasarlanmıştır. Ön çarpışma bölgesi elemanlarının malzeme tanımları, bağlantı bölgeleri ve kabuk eleman yapıları Altair Hypermesh yazılımı ile oluşturulmuş ve böylece ön işlem prosesi tamamlanmıştır. Sonuçları daha iyi yorumlamak amacıyla beş farklı ön çarpışma bölgesi modeli oluşturulmuş ve modellerin çözümü için Abaqus kullanılmıştır. Simülasyonlardan, her bir model tarafından sönümlenen enerji miktarı, oluşan toplam deplasman, yolcu kabinine iletilen yük miktarı ve çarpışma kuvveti verimliliği (CFE) sonuçları elde edilmiştir. Simülasyon sonuçları baz alınarak `S` şeklindeki üst çarpışma kolunun, ön çarpışma kollarındaki malzeme ve kalınlık farkının araç çarpışma performansına etkileri incelenmiştir. After the 1990s there have been many important developments regarding automotive safety, therefore security of passengers have become a marketing feature for automotive manufacturers. In recent years, with the emergence of a great competitive environment in automotive companies, many security solutions are offered to create a safe life cage for vehicles. One of the key points in the creation of a safe life cage is the crumple zone on the front of the vehicle. The task expected from the front crumple zone is the ability to absorb the forces that may occur as a result of a frontal collision in the event of an accident due to the high energy absorption capability and protect the driver from the impacts that may occur.In this thesis, five different front crumple zone models were investigated in order to create a safer life cage in automobiles. Optistruct was used for the application of torsion, bending and frontal impact scenarios in order to obtain multiple and continuous load paths of the vehicle. Based on the required load paths, the front crumple zone elements were designed by using Siemens NX. Creating mesh of the front crumple zone elements, defining the materials and creating the connection zones were made by the Altair Hypermesh software and the pre-processing process was completed. In order to better interpret the results, five different front crumple zone models were created and the Abaqus software was used to solve the models. The amount of energy absorption by each element, the total displacement, the level of the load transferred to the passenger compartment and the crush force efficiency (CFE) results were obtained from the simulations. Based on the simulation results, the diffence of material, the difference of wall thickness in front collision rail and `S` formed upper rail were investigated based on crush performance. 97

Earthquakes have detrimental effects on the structures. The loads due to earthquakes must be correctly determined and structural analysis and designs must be performed according to that predicted lateral loads. For the representation of lateral seismic forces on the structures, several methods are available. The simplest method among them is the “equivalent lateral load method”. This method depends on the calculation of lateral load that acts to the structure during seismic activity by multiplying the weight with some variable constants. Several constants are developed to represent complex behavior. These variable constants are changing for every countries code or regulation. In this study, equivalent earthquake load method defined in Turkish Earthquake Code is compared with the regulations on different countries code. A 6-storey reinforced concrete structure is considered in the study. There are 2 spans in the x and y directions of the build. Three-dimensional model is created in the ETABS program using the weight of the structure and some known features. The natural vibration period of the structure is taken from the program and the base shear forces acting on the structure are calculated and compared., Deprem hareketinin yapılar üzerinde yıkıcı bir etkisi bulunmaktadır. Bu etkinin yapıların tasarımı sırasında gerçeğe en yakın şekli ile hesap edilmesi ve tasarımın buna göre yapılması toplumun can güvenliği açısından çok büyük önem arz etmektedir. Deprem hareketinin yapıya etkisinin hesaplanması için birçok metot bulunmaktadır. Bu metotlar içerisinde en sade, en anlaşılır ve uygulaması en kolay olan metot Eş Değer Deprem Yükü Metodudur. Eş Değer Deprem Yükü Metodu genel olarak yapıya deprem esnasında etki edecek yatay yükün belirli katsayılar yardımı ile hesaplanmasına dayanmaktadır. Yapıların deprem sırasındaki karmaşık davranışını basite indirgemek için kullanılan bazı katsayılar geliştirilmiştir. Kullanılan katsayılar her ülke için değişmektedir. Bu çalışmada ülkemiz yönetmeliğinde yer alan Eş Değer Deprem Yükü Metodunun farklı ülkelerdeki Eş Değer Deprem Yükü Metotları ile kıyaslanması yapılmıştır. Yapılan çalışmada 6 katlı betonarme bir yapı ele alınmıştır. Yapının x ve y yönlerinde 2 açıklığı bulunmaktadır. Yapının ağırlığı ve bilinen bazı özellikleri kullanılarak ETABS programında üç boyutlu modeli oluşturulmuştur. Yapının doğal titreşim periyodu programdan alınarak yapıya etki edecek taban kesme kuvvetleri hesaplanarak karşılaştırılmıştır.

Doğal frekanslar cisimlerin kütle ve esnekliğine bağlı olarak belirlenen bir parametredir. Kren sistem elemanların hepsi birbiri ile temasta olmasından dolayı bir bütün olarak tasarlanıp frekansların belirlenmesi gerekmektedir. Bu nedenle kren sisteminin çalışma şartlarına göre üzerinde araba bulunması ve sistemde yapının yük ile hareket etmesi sebebi ile kren sistemi bir bütün olarak modellenmiştir. Ayrıca kren sistemlerinde köprü grubunun hareket ettiği taşıyıcı çerçevelerde dikkate alınarak modal analizler Sonlu Elamanlar Metodu (SEM) ile yapılmıştır. Köprü grubu, kaldırma grubu ve yük ile tasarlanan kren sisteminde; araba grubunun ve yükün köprü başında ve ortasında olması durumlarına göre de analizler yapılmıştır. Belirtilen şartlara göre doğal frekans ve mod şekilleri elde edilerek, karşılaştırmalar yapılmış ve tasarım özelliklerinin sonuçlar üzerindeki etkileri üzerinde durulmuştur., Natural frequencies are a parameter determined by the mass and flexibility of the bodies. Since all the crane system elements are in contact with each other, they should be designed as a whole, and their frequencies should be determined. Therefore, the crane system is modelled as a whole system due to the presence of cars on the crane system and the movement of the structure with the load. In addition, modal analysis was performed by using finite element method in crane systems by taking into consideration the carrier frames in which the bridge group moves. In the crane system designed with bridge group, lifting group and load; analyses were made according to the fact that the car group and the load were at the beginning and middle of bridge. Natural frequency and mode shapes are obtained according to the specified conditions, comparisons have been made and the effects of the design characteristics on the results are emphasized.

06.03.2018 tarihli ve 30352 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Yükseköğretim Kanunu İle Bazı Kanun Ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılması Hakkında Kanun” ile 18.06.2018 tarihli “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” gereğince tam metin erişime açılmıştır. Bu çalışmada, Karbon ve Cam Elyaf Takviyeli Polimer (CFRP ve GFRP) kompozitler ile güçlendirilen eksenel yük etkisi altındaki standart silindir boyutlara sahip beton elemanların sonlu elemanlar yöntemi ile analizi yapılmıştır. Silindir beton numuneler ortalama 6,7, 11 ve 20,8 MPa basınç dayanımına sahiptir. Çalışmada, tek doğrultulu CFRP ve GFRP ile eksenel basınç kuvvetine karşı dışarıdan enine sarılarak güçlendirmiş betonların sonuçları kullanılmıştır. Beton numunelerin modellenmesinde ABAQUS Sonlu Elamanlar Metodu(SEM) paket programı kullanılmıştır. ABAQUS'te istenen parametreler deneysel çalışmalardan, literatürden ve modellemede yaygın olarak kullanılan bazı temel formüllerden elde edilmiştir. Modelleme için gerekli parametreler belirlenerek düşük dayanımlı betonlara ait sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Çözüm ağı boyutu ve şekli, dilasyon açısı gibi model parametreleri beton davranışını önemli ölçüde etkilediği için öncelikle düşük dayanımlı betonlara uygun parametrelerin tespiti üzerine çalışılmıştır. Beton modeli deneysel çalışma sonuçları ile doğrulandıktan sonra Elyaf Takvieyli Polimer (FRP) kompozitler ile güçlendirilmiş betonların analizi yapılmıştır. FRP Kompozitler sonlu elemanlar modelinde beton yan yüzeylerine kabuk eleman olarak tanımlanmıştır. Ayrıca SEM ile beton dayanımı ve FRP katman sayıları değiştirilerek parametrik çalışma yapılmıştır. FRP ile güçlendirilmiş düşük dayanımlı betonların basınç dayanımlarını ve birim şekil değiştirmelerini hesaplayabilmek için literatürdeki formüller analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlarına göre beton numuneler davranışı ve FRP kompozitler ile güçlendirilen betonların davranışı önerilen sonlu elemanlar modeli ile iyi bir yakınsama ile doğrulanmıştır. Düşük dayanıma sahip betonlar için uygun model parametreleri tespit edilmiştir. Deneysel çalışma sonuçları ve parametrik çalışma sonuçları kullanılarak FRP ile güçlendirilmiş düşük dayanımlı betonların basınç dayanımlarını ve birim şekil değiştirmelerini daha doğru hesaplayacak 'Gerilme Modeli' ve 'Birim Şekil Değiştirme Modeli' formülleri üretilmiştir. In this study, concrete elements with standard cylinder dimensions, with carbon and glass fiber reinforced polymer (CFRP and GFRP) composites were analyzed under the effect of axial load by finite element method. The cylindrical concrete samples have an average compressive strength of 6.7, 11 and 20.8 MPa. The axial force results of outer strengthened concrete with single direction transverse CFRP or GFRP were used in this study. The behavior of CFRP and GFRP reinforced concrete was modeled by Finite Element Method (FEM) program ABAQUS. The desired parameters for modeling in ABAQUS program has been obtained from experimental studies and some basic formulas commonly used in literature and modeling. Finite element model of low strength concrete was formed by determining the necessary parameters for modeling. As model parameters such as the size and shape of the mesh and the angle of dilution are significantly affect the concrete behavior, the suitable parameters for low strength concrete were determined first. After validating concrete model experimental results, analyzes were obtained for strengthened concrete with fiber reinforced polymers. FRP composites are defined as shell elements in finite element model and connected to concrete side surface. Parametric study was performed by changing the concrete strength and number of FRP layer in FEM model. In order to calculate the compressive strength and deformations of FRP strengthened concrete, the formulas in the literature were analyzed. According to the obtained results, behaviour of concrete samples and behaviour of strengthened concrete by FRP composites are confirmed with a good convergence using the proposed finite element model. Suitable model parameters have been determined for low strength concrete. By using the results obtained from FEM analyzes and results of the parametric study, formulas for stress and strain model are developed to calculate the compressive strengths and deformations more accurately for FRP retrofitted concrete with low compressive strength.

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 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.

In this study, the effect of the implant shape on fatigue behavior was investigated with the finite element method. The implant material used was Ti6Al4V. The examination focus on the effect on the implant life with respect to changes in the crest and root dimension, thread depth, thread pitch, implant length, implant diameter, chamfer length, chamfer radius, and groove length to implant length ratio. Models were subjected to fatigue analysis according to ISO 14801 standard with ANSYS finite element software. The mean stress correction theory is chosen in fatigue life solutions. As a result, the parameters seen to have the most effect on dental implant fatigue behavior were the implant length and diameter. The parameters with the most effect on the implant screw fatigue were pitch and the height of the tooth. Bu çalışmada implant şeklinin yorulma davranışına etkisi sonlu elemanlar metoduyla araştırılmıştır. İmplant malzemesi olarak Ti6Al4V kullanılmıştır. Çalışmada diş dibi kalınlığı, diş üstü kalınlığı, diş yüksekliği, diş hatvesi, implant boyu, implant çapı, pah boyu, pahın yarıçapı ve oyuk boyu değerlerinin değişiminin implant ömrüne etkisi araştırılmıştır. Modeller ISO 14801 standardında belirtilen kriterlere göre ANSYS programında yorulma analizine tabi tutulmuştur. Sonuçta dental implantların yorulma davranışını en çok etkileyen boyut değerlerinin implant çapı ve implant boyu olduğu görülmüştür. İmplant vidası yorulma ömrü üzerindeki en etkili parametreler hatve ve diş yüksekliğidir.

Bu çalışma eğilme etkisindeki içerisinde dairesel delik bulunan öngerilmeli kompozit şerit-plağın dinamik analizine kendi ağırlığının etkisini incelemektedir. Hacimsel kuvvetler (ağırlık) ve yüzeysel kuvvetlerin (öngerilme yüklemesi) delik içeren şerit-plağa birlikte etkisi Lineer Elastisite Teorisi ile belirlenen öngerilmeler olarak düşünülmüştür. İlave yükleme altında şerit-plağın delik civarındaki doğal ve zorlanmış titreşimlerine öngerilmelerin etkisi düzlem şekil değiştirme altında Lineerize Edilmiş Üç Boyutlu Elastisite Teorisi (LEÜBET) çerçevesinde ele alınmıştır ve ele alınan sınır değer probleminin çözümleri Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak sayısal olarak yapılmıştır. Bu çalışma dairesel bir delik içeren şerit-plağın kendi ağırlığının plağın dinamik analizine önemli bir etkisi olduğunu göstermektedir.

Bu araştırmanın amacı eksenel yönde çoklutabakalı fonksiyonel derecelendirilmiş kirişlerin mekanik burkulmadavranışlarını incelemektir. Sayısal burkulma analizleri ANSYS olarak bilinensonlu elemanlar yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Her kirişkonfigürasyonu Zirkonyum (ZrO2)ve Alüminyum (Al)malzemelerinin değişik yüzde hacim fraksiyonları kullanılarak hazırlanmış üçtabaka olarak önerilmiştir. Tabaka seviyeleri ve kirişlerin tabaka pozisyonlarıTaguchi L9 (33) ortogonaldizi tekniğine göre incelenmiştir. Tabakalar kontrol faktörleri olarakdeğerlendirildi ve böylece dokuz sayısal analiz tutulu-tutulu sınır şartlarıaltında gerçekleştirildi. Görsel olarak en çok etkilenen tabakaları tespitetmek için eksenel yönde tabakalı olarak fonksiyonel derecelendirilirmişkirişlerin birinci mod şekilleri gösterildi. Tabakaların optimum seviyelerinielde edebilmek için sinyal-gürültü oran analizi kullanıldı. Sayısal sonuçlarüzerinde önemli etkilere sahip tabakalar ve onların yüzde katkı oranlarınıçözmek için Varyans Analizi (ANOVA) uygulandı. En yüksek burkulma yükü Taguchimetodolojisine bağlı elde edilen optimum seviyeli tabakaların değişikpozisyonları kullanılarak karar verildi., Theaim of this research is to examine the mechanical buckling behavior ofmulti-layered functionally graded beams in the axial direction. Numericalbuckling analyses were performed using finite element software called ANSYS.Each beam configuration is suggested to be three layers prepared using variouspercent volume fractions of Zirconia (ZrO2) and Aluminum (Al)materials. The levels of layers and layer positions of the beams were evaluatedaccording to Taguchi’s L9 (33) orthogonal arraytechnique. Layers were determined as control factor and so nine numericalanalyses were performed under clamped-clamped boundary conditions. The firstmode shapes of the axially layered functionally graded beams were demonstratedin order to detect the most affected layers as visually. Analysis ofsignal-to-noise ratio was applied to obtain the optimum levels of layers.Analysis of Variance (ANOVA) was employed to solve the layers with significantimpacts and their percent contributions on numerical results. The maximumbuckling load was determined using various positions of layers with the optimumlevels obtained based on Taguchi methodology.

Bu tez çalışmasında, havacılık alanında kullanılacak soğutma pompasının mekanik tasarımının ve yapısal analizinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu ürünün havacılık sektöründe kullanılması amaçlandığı için tasarım aşamalarında ihtiyaç duyulan performansı sağlamasının yanı sıra hafiflik de önemli bir kriter olarak göz önünde bulundurulmuştur. Bu durumun yapısal olarak herhangi bir zayıflamaya sebep olmadığından emin olunması önemli olduğundan detaylı bir şekilde incelenmiştir. Ayrıca pompa tipi için gerekli tasarım aşamaları da ortaya konmuştur. Yapılan sonlu elemanlar analizleri için ANSYS yazılımı kullanılmış, bu yazılım ile gövdedeki sıkı geçirme yöntemiyle monte edilmiş parçaların farklı sıcaklıklardaki gerilim analizleri, modal analiz, üç farklı yönde rastgele titreşim ve şok analizleri ile yorulma analizlerine ilişkin sayısal sonuçlar elde edilmiştir. Tasarımın rastgele titreşime ilişkin yorulma ömrünü belirlemek için ise Steinberg teorisi kullanılmıştır. In this thesis study, it is aimed to investigate the mechanical design and structural analysis of the cooling pump which is going to be used in the aerospace industry. As this product is intended to be used in the aerospace industry, lightweight design is also considered an important criterion, as well as providing the required performance in structural design. It is investigated in detail to make sure that it does not cause any structural weakening. In addition, the necessary design steps for the pump type are also revealed. ANSYS was used as a finite element analysis software. Results were obtained for the analysis of the parts in shrink fit contact relation at different temperatures, modal analysis, random vibration and shock analysis for X,Y and Z axis. Finally, Steinberg's theory was used to determine the fatigue life of the product in random vibration. 84

ÖZETHavacılık sektöründe Ti6Al4V alaşım malzemesine oranla gün geçtikçe kullanımı ve önemi artan Ti-5553 alaşım malzemesinin talaşlı işlenebilirliği ile ilgili çalışmalar yapılmaktadır. Ti-5553 alaşım malzemesinin Ti6Al4V alaşım malzemesine oranla çekme ve yorulma dayanımı gibi özelliklerinin daha yüksek olması talaşlı işlenebilirlikte problemler çıkarmaktadır. Meydana gelen bu problemleri daha iyi anlayabilmek ve çözüm üretebilmek için sonlu elemanlar yöntemlerinden yararlanılmaktadır. Bu tez kapsamında, Ti-5553 havacılık alaşım malzemesinin dik kesme işleminde talaş açısının, kesme hızının ve kriyojenik, minimum miktarda yağlama (MQL) gibi kesme koşullarının kesme kuvvetleri, kesme sıcaklıkları, talaş morfolojisi ve yüzey bütünlüğü gibi çıktılara etkileri ilk kez araştırılmıştır. Ti-5553 alaşım malzemesi için sonlu elemanlar yöntemiyle farklı kesme koşulları ve parametrelerinde dik kesme simülasyonları yapılmıştır. Farklı koşullar ve farklı kesme parametreleri altında kesme kuvvetleri, talaş morfolojisi ve sıcaklıkların tahmin edilebilmesi için Johnson-Cook bünye denkleminden yararlanılmıştır. Model Fortran dilinde kod olarak yazılmış ve Deform-2D sonlu elemanlar yazılımına entegre edilmiştir. Böylece çok farklı kesme koşulları ve parametrelerinde meydana gelen kesme kuvvetleri, talaş morfolojisi ve sıcaklıklar tahmin edilerek, deneysel olarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Modelin Ti-5553 alaşımın talaş kaldırma sürecini çok iyi tahmin edebilme kabiliyetine sahip olduğu görülmüştür.Dik kesme sonucu elde edilen numunelerin yüzey bütünlüğü analizleri kapsamlı şekilde yapılmıştır. Kesme koşullarının ve kesme parametrelerinin iş parçası yüzey bütünlüğü karakteristiklerini önemli ölçüde etkilediği gözlemlenmiştir. Farklı koşullarda talaş kaldırma operasyonu sonucu faz dönüşümleri ve tane küçülmeleri gözlemlenmiştir. Bu malzemenin yüzey bütünlüğü özelliklerinin talaş açısı, kesme hızı ve kesme koşulları ile doğrudan ilişkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ti-5553 alaşımın yüzey bütünlüğü tahmini kapsamında Zener-Hollomon modeli Fortran dilinde kod olarak yazılarak, Deform-2D sonlu elemanlar yazılımında talaş kaldırma simülasyonuna entegre edilmiş ve farklı kesme koşulları, kesme parametreleri için tane küçülmesini tahmin edebilen simülasyonlar gerçekleştirilerek deneysel verilerle kıyaslanmıştır. ABSTRACTIn the aviation sector, studies are being conducted on the machinability of Ti-5553 alloy material, which is increasingly used and increasing in importance compared to Ti6Al4V alloy material. Ti-5553 alloy material has higher properties such as tensile strength and fatigue strength compared to Ti6Al4V alloy material, which causes problems in machinability. In order to better understand these problems and to be able to produce solutions, finite element methods are used.In this thesis, in the machinability of Ti-5553 aerospace alloys, the effects of rake angle, cutting speed and dry, MQL and cryogenic coolant on machining performance of this Ti-5553 alloy by measuring cutting forces, cutting temperature, chip morphology etc. were investigated. Ti-5553 alloy material, different cutting conditions and parameters were simulated by finite element method. The Johnson-Cook constitutive equation has been used to estimate cutting forces, chip morphology and temperatures under different conditions and different cutting parameters. The model was written as subroutine using Fortran and integrated into Deform-2D finite element model software to simulate chip formation process. Thus, cutting forces, chip morphology and temperatures were predicted and compared to the experimental results obtained in very different cutting conditions and parameters. Experimental comparision shows that the model is well capable of predicting chip formation process of this alloy. Surface integrity characteristics of the parts obtained from orthogonal cutting tests have been extensively investigated. It was found that cutting conditions and parameters substantially affects surface integrity characteristics. Machining process leads to occuring phase transformation and grain refinement under various conditions. It was demonstrated that surface integrity characteristics of this alloy is very sensitive to rake angle, cutting speed and cutting conditions.Zener-Hollomon model was utilized to predict surface integrity characteristcs of this alloy. The model was written as Fortran code and integrated into Deform 2D during cutting simulation to predict surface integrity characteristics including grain size induced from cutting parameters and conditions. Simulation results are compared with experimental data.

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

Yapılan bu tez çalışması kapsamında sandviç kirişlerde çatlak durumunun serbest titreşim ve burkulma yüklerine olan etkileri araştırılmıştır. Farklı kalınlıkta çekirdek tabakalarına sahip üç tabakalı ve eşit kalınlıkta çekirdek ve yüzey tabakalarına sahip beş tabakalı olmak üzere toplam kiriş kalınlıkları eşit olan iki çeşit ankastre sandviç kiriş modeli oluşturulmuştur. Farklı derinlikte ve ankastre uca göre farklı mesafelerde modellenen enine V çatlak hasarı durumları için çatlağın, sandviç kirişin serbest titreşim ve burkulma durumlarına etkileri sonlu elemanlar modelleri oluşturularak MATLAB yazılımı yardımı ile incelenmiştir. Ele alınan sandviç kirişlerin sonlu elemanlar modellemeleri, burkulma durumları için Euler-Bernoulli ve serbest titreşim durumları için Timoshenko kiriş teorileri kullanılarak yapılmıştır. Yüzey tabakası malzemesi olarak yapısal çelik levha, çekirdek tabakası malzemesi olarak ise PVC ve alüminyum köpük seçilerek çatlak durumunun yanı sıra çekirdek malzemesi türü ve kalınlığının etkileri de araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar neticesinde genel olarak çatlak konumunun ankastre uçtan uzaklaştıkça etkisinin azaldığı ve çatlak derinliğinin artması ile serbest titreşim ve burkulma değerlerinde azalma meydana geldiği görülmüştür. Anahtar Sözcükler: Sandviç kiriş, serbest titreşim, burkulma, çatlak, MATLAB, sonlu elemanlar metodu, Within the scope of this thesis study, the effects of crack situation on the sandwich beams on the free vibration and buckling loads were investigated. Two types of built-in sandwich beam models with five layers with equal thickness cores and surface layers and three layers with different thickness core layers have been created. For the transverse V crack damage situations modeled at different depths and different distances according to the built-in point, the effects of the crack on the free vibration and buckling conditions of the sandwich beam were studied with the help of MATLAB software by creating finite element models. Finite element models of the examined sandwich beams were made using Euler-Bernoulli theory for buckling conditions and Timoshenko beam theory for free vibration states. Structural steel plate as the surface layer material, PVC and aluminum foam as the core layer material were selected and the effects of the core material type and thickness were investigated as well as the crack condition. The obtained results show that the effect of the crack position decreases as the distance from the built-in point decreases and the free vibration and buckling values decrease with an increasing crack depth. . Keywords: Sandwich beam, free vibration, buckling, crack, MATLAB, finite elements method, FEM

Bu çalışmada, bir greydere ait daire dişli rotunun hasar analizi yapılarak, parçada meydana gelen hasarın nedeni araştırılmıştır. Hasarlı parçanın imalatında kullanılan malzemenin belirlenmesi çalışmanın ilk adımını oluşturmaktadır. Hasarlı parçaya uygulanan kimyasal analize göre malzemenin St52 (S355) çeliği olduğu saptanmıştır. Hasarlı parçadan standartlara uygun numuneler hazırlanarak sertlik, çentik darbe ve üç nokta eğme deneyleri yapılmıştır. Bununla birlikte metalografik inceleme yapılmıştır. Çalışma sonucunda mekanik deney sonuçları ile metalografik incelemelerden elde edilen sonuçlar birlikte değerlendirilerek hasarın oluşum nedeni ve oluşum şekli hakkında yargıya varılmaya çalışılmıştır. Yapılan analiz sonucu parçanın aşırı zorlanmadan dolayı hasara uğradığı sonucuna varılmıştır.

Bu çalışmada bir binek aracın ön kapısının kapanması anında tavan panelinde oluşan titreşimin sanal analiz metodu ile tahmini yapılmıştır. İlk olarak sonlu elemanlar metodu kullanılarak bir binek araç sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Daha sonrasında tavan panelinde meydana gelen titreşim tahmininin doğruluğunu arttırmak adına, farklı metotlar araştırılmış, araştırılan metotlar içerisinde de en uygun olduğu düşünülen metot ile NASTRAN programında analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise çıkan sonuçların doğruluk seviyesini ölçmek adına fiziksel titreşim testleri yapılmıştır. Test sonucunda çıkan veriler ile sanal analiz sonucunda çıkan veriler karşılaştırılmıştır. Son bölümde ise analiz sonuçlarının doğruluk seviyesini arttırma çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sonlu elemanlar model detayı etkisi, yük ve sınır koşulları etkisi, son olarak da sönüm oranının sonuçlara olan etkisi incelenmiştir. In this study, vibration of the roof panel at the moment of closing the front door of a passenger car was estimated by virtual analysis method. First, a finite element model of a passenger car was created using the finite element method. Afterwards, different methods were investigated in order to increase the accuracy of vibration forecasting in the roof panel and analyzes were performed in the NASTRAN program with the most appropriate method. In the second phase of the study, physical vibration tests were performed to measure the accuracy level of the results. The test result was compared with the data from the virtual analysis. In the last part, studies were carried out to increase the accuracy level of the analysis results. The influence of the finite element model detail, the effect of load and boundary conditions, and finally the effect of damping ratio on the results was examined. 84

Bu tez çalışmasında, örnek bir EMU bojisine ait şasinin Ansys Workbench 14.5 kullanılarak sonlu elemanlar analizi metoduyla statik analizinin incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Boji yol tarafından üretilen titreşimlerin azaltılarak vagon gövdesine geçmesini sağlayan, hareket esnasında vagonun virajları daha kolay almasını ve yönlenmesini sağlayan mekanik bir sistemdir. Boji şasisi ise boji üzerindeki ekipmanların bağlandığı, bojiye gelen yüklerin sönümlendiği yapıdır. Söz konusu yapıya ait 3 boyutlu çizim Ansys Workbench 14.5 programına aktarılmıştır. Program modülünde Uluslararası Demiryolları Birliği UIC 515 – 4 standardına uygun olarak boji şasisine gelen yükler statik olarak analiz edilmiştir. Analiz sonucunda olusan gerilmeler genel olarak akma sınırının altında kaldığından EMU (elektrikli tren seti) boji şasisinin UIC 515-4 (uluslararası demiryolu birliği) standardına göre genel olarak uygun olduğu görülmüş ve iyileştirme yapılması gereken komponentler tespit edilmiştir. In this thesis, a numerical investigation for the static analysis of an EMU bogie chassis is proposed by performing the finite element analysis method. In this system, the bogie provides maneuverability by reducing the mechanical vibrations due to the numerous ground effects. What is more, bogie chassis is the significant structure where the loads on the bogie are compensated. By taking the Railway Association UIC 515-4 standard into account, a rigorous analysis is utilized in Ansys Workbench 14.5® for the aforementioned system. The contribution of this study lies in two aspects. In the former one, it has been shown that the stress levels on the bogie chassis are below the yielding point as it is specified in the considered standard. In the latter one, the components to be improved in terms of the strength are identified. İÇİNDEKİLER -- ÖZET, iv -- ABSTRACT, v -- TEŞEKKÜR, vi -- İÇİNDEKİLER, vii -- ÇİZELGELER DİZİNİ, ix -- ŞEKİLLER DİZİNİ, x -- RESİMLER DİZİNİ, xi -- SİMGELER VE KISALTMALAR, xiv -- 1. GİRİŞ, 1 -- 2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI, 8 -- 2.1. Boji, 8 -- 2.1.1. Aks Sayısına Göre Bojiler, 8 -- 2.1.2. Beşikli ve Beşiksiz Bojiler, 10 -- 2.1.3. Jakobs Bojiler, 11 -- 2.2. EMU Bojisi, 12 -- 2.2.1. Boji planı, 15 -- 2.2.2 Boji konfigürasyonları, 16 -- 2.2.3. Boji şasisi, 22 -- 2.2.4. Tekerlek seti tertibatı, 23 -- 2.2.5. Aks kutusu / Aks yatağı, 24 -- 2.2.6. Tahrik ünitesi, 24 -- 2.2.7. Birincil süspansiyon, 26 -- 2.2.8. İkincil süspansiyon ve düzleştirme sistemi, 27 -- 2.2.9. Yalpa önleme çubuğu tertibatı, 28 -- 2.2.10. Merkezi pivot tertibatı, 29 -- 2.2.11. Bağlantı donanımı, 30 -- 2.2.12. Boru tesisatı, 31 -- 2.2.13. Sensörler ve kablolar, 31 -- 2.2.14. Tekerlek boden yağlama sistemi, 31 -- 2.2.15. Kum püskürtücü, 32 -- 2.2.16. Kurtarma sistemi, 33 -- 3. BOJİ ŞASİSİNİN STATİK ANALİZ YÖNTEMİ, 34 -- 3.1. Statik Analiz Tanımlamaları, 34 -- 3.1.1. Statik analiz kavramı, 34 -- 3.1.2. Sonlu elemanlar analizi kavramı, 34 -- 3.1.3. ANSYS Workbench 14.5 ile bilgisayar destekli analiz kavramı, 35 -- 3.2. EMU Bojisine Ait Şasinin Statik Analizinin Gerçekleştirilmesi, 35 -- 3.2.1. Malzeme seçimi, 35 -- 3.2.2. SE (Sonlu Elemanlar) modeli, 36 -- 3.2.3. Yükleme şartları ve EN 13749 (boji şasisi standartları), 36 -- 4. BOJİ ŞASİSİNİN STATİK DAYANIMININ ANSYS WORKBENCH 14.5 KULLANILARAK İNCELENMESİ, 44 -- 4.1. Analiz Şartlarının Ansys Workbench 14.5 Programına Aktarılması, 44 -- 4.2. Ansys Workbench 14.5 Statik Analiz Sonuçları, 52 -- 4.2.1. İstisnai yükler 1 (İ1) : maksimum dikey yük + maksimum yanal yük + burulma, 52 -- 4.2.2. İstisnai yükler 2 (İ2) : maksimum dikey yük + maksimum boyuna yük + burulma, 54 -- 4.2.3. İstisnai yükler 3 (İ3) : maksimum dikey yük + ivmelenme etkisi, 56 -- 4.2.4. İstisnai yükler 4 (İ4) : boş vagon kütlesi + düşük hız derayman etkisi . 57 -- 4.3. Sonuçların İncelenmesi, 59 -- 5. SONUÇ VE ÖNERİLER, 65 -- KAYNAKLAR,68 -- ÖZGEÇMİŞ,71

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.

Beside the fact that austenitic stainless steels are used in various industrial applications, they are also widely used in naval applications. Especially, in shipbuilding sector, construction of corrugates and corrugate supports of tankers, chemical tankers, non-magnetic ships which are supposed to be working in polar areas and in construction of some naval war ships, as well as in piping systems of those, the need of having welded structures of non-magnetic stainless material has been increased. Within this scope, the prediction of the distortions of welded joints of austenitic stainless steel becomes more important and comes forward among the others, Ostenitik Paslanmaz Çelikler günümüzde sanayiinin bir çok kesiminde kullanılmasının yanında gemi inşaatı sektöründe de yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Özellikle tankerler ve kimyasal tankerlerde, kargo tanklarının ve korugeytlerin imalatlarında, kutup denizlerinde çalışacak olan gemilerde ve anti-manyetik olarak inşaa edilmesi gerekli olan askeri gemilerde, ve bu gemilerin boru donanımlarında kaynaklı birleştirmelerin önemi büyüktür. Bu kapsamda, ostenitik çeliklerin kaynaklı birleştirmelerinde oluşabilecek deformasyonlar ve bu deformasyonların kaynaklı birleştirme öncesi öngörülebilmesi de ön plana çıkan faktörlerden biri olmakatadır. Ostenitik Paslanmaz Çeliklerin birçoğu, Ark Kaynağı (Elektrik Ark Kaynağı, MIG & MAG Kaynağı, TIG Kaynağı, Tozaltı Kaynağı, v.b.), Direnç Kaynağı, Elektron ve Lazer Işını Kaynağı gibi çeşitli kaynak yöntemleri ile, düzgün kaynak yüzeyi temizliği yapılması ve uygun kaynak dolgu malzemesi kullanılarak yapılan kaynaklı birleştirmelerde kaynak kabiliyetleri yüksek olan malzemelerdir. Ostenitik Paslanmaz Çeliklerin Karbon Çeliklerine oranla % 50 daha fazla olan Termal Genleşme Katsayısı kaynaklı birleştirmelerde olası deformasyonun minimize edilmesinde oldukça yardımcıdır. Yine Ostenitik Paslanmaz Çeliklerin düşük Termal ve Elektrik geçirgenliği ise kaynak işlemi için oldukça faydalıdır. Bu tip çeliklerde kaynaklı birleştirmeler için gerekli ısı, karbonlu çeliklerde olduğu gibi kaynak bölgesinden dışa doğru ısının yayılımı daha az olduğundan, daha düşük düzeyde kalmaktadır. Ayrıca bu tip çeliklerin direnç kaynağında ise özdirenç katsayısı yüksek olduğundan daha düşük akımlar kullanılabilmektedir (1). Ostenitik çeliklerin kaynaklı birleştirmelerinde kullanılan dolgu malzemeleri genellikle ana metal ile uyumlu olmakla birlikte, alaşımların bir kısmı için sıcak çatlamaların önlenmesi amacıyla ferrit içeren bir mikro yapının oluşturulabileceği kompozisyonda olabilmektedir. Dolgu malzemeleri örtülü elektrod, çıplak tel elektrod veya özlü tel elektrod şeklinde temin edilebilmektedir (1). Bu çalışmada Ostenitik Paslanmaz Çeliklerin kaynaklı birleştirmeleri esnasında oluşabilecek deformasyonların, örnek tip bir çeliğin (AISI 321 – 1.4541– UNS: S32100) kaynaklı birleştirmelerinin iki farklı pozisyonda (Alın ve Köşe Kaynağı) deneysel gerçekleştirilmeleri ve Sonlu Elemanlar metodu ile bilgisayar ortamında yapılacak modelleme sonuçları ile birlikte karşılaştırmalı analizinin yapılması hedeflenmiştir.

Betonarmebacaların duman gazı girişlerinin köşelerinde oluşabilecek çatlakları önlemekiçin, Amerikan ACI 307 tasarım yönetmeliği geleneksel çapraz donatı kullanımınışart koşmaktadır. Ülkemizde ulusal bir betonarme baca yönetmeliği henüz mevcutdeğildir ve baca inşaatında genellikle kayar kalıp sistemi kullanılmaktadır.Çapraz köşe donatıları yerleştirildiğinde, kayar kalıp sisteminin düşey destekelemanları ile kesişebilir ve bu sebeple baca inşaatında güçlükler meydanagelebilir. Bu çalışmada boşluk köşelerinde çapraz donatı kullanmak yerine, aynıuzunluk ve çapta düşey ve yatay köşe donatılarının kullanılması alternatifiirdelenmiştir. 115 m yüksekliğinde ve kesitinde 3.7 m genişliğinde, 5.2 m yüksekliğindebir boşluğa sahip betonarme bir bacanın detaylı bir sonlu elemanlar modelimeydana getirilmiştir. Sayısal analizlerde beton ve donatı malzeme özellikleridoğrusal olmayan modeller kullanılarak temsil edilmiştir. Bacanın beton cidarıaltı yüzlü hacimsel elemanlarla, donatılar ise iki düğüm noktalı çubukelemanlar ile modellenmiştir. Bacanın tasarım rüzgâr yükleri yanal yük olarakkullanılarak, üç farklı yönde uygulanmıştır. Baca boşluğunun çekme, basınç vekesme bölgelerinde yer alması durumları ayrı ayrı incelenmiştir. En yüksekçekme birim uzamaları ve çatlak oluşumları baca boşluğunun çekme bölgesinde yeraldığı durumda gözlemlenmiştir. Boşluğun çekme ve basınç bölgelerinde yeraldığı analizlerde köşe donatılarında akma sınırı aşılmıştır. Bütün analizlerdealternatif köşe donatı düzeneği, boşluk deformasyonları, çatlak oluşumları veköşe donatı birim uzamaları açısından geleneksel çapraz donatı düzeneğine yakınsonuçlar vermiştir. Önerilen alternatif köşe donatı düzeneğinin kayar kalıpbetonarme baca inşaatında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır., TheAmerican ACI 307 design code imposes the use of diagonal rebars at the cornersof flue gas inlet regions of reinforced concrete chimneys for mitigatingcracks. There is currently no Turkish reinforced concrete design code in effectand the most commonly used chimney construction method is the slip form system.The diagonal rebars impose a difficulty in the construction of the slip formsystem due to the fact that they cross the line of action of the verticalsupport elements. In this study, the use of vertical and horizontal cornerrebars with similar length and diameter was proposed as an alternative to usingdiagonal rebars. A detailed finite element model was constructed for areinforced concrete chimney with a height of 115 m and an opening with a widthof 3.7 m and a height of 5.2 m. Nonlinear material models were used for theconcrete and rebars. The concrete shell was modeled with hexahedral elementsand the rebars were modeled with 2-node bar elements. The design wind loads ofthe chimney were applied as lateral loads in three different directions.Separate analyses were conducted such that the opening region was located inthe tension, compression, and shear zones. The highest tension strains andcrack formations were obtained for the case of the opening region in thetension zone. Yield strain limits of the corner rebars were exceeded for thecases of the opening region in the tension and compression zones. Thealternative corner reinforcement configuration led to similar results in termsof the opening deformations, crack formations, and corner rebar strains whencompared with the original diagonal rebars in all the analyses. It wasconcluded that the proposed alternative corner rebar configuration can be usedin the slip form construction of reinforced concrete chimneys.

Araçlarda kullanılan kablolar yakıt etkinliği, araç performansı ve araç güvenliği açısından dolaylı olarak önemlidir. Kabloların araç içerisindeki kullanım yerine ve ortam şartlarına göre uygun olarak seçimi ile araç toplam ağırlığı optimum düzeyde tutar ve fazla yakıt tüketimi azaltılmış olur. Bununla birlikte kötü ortam şartlarında aracın kullanımında uygun kablonun seçimi ile kablo sisteminde olabilecek olası yangınların önüne geçilerek güvenlik sağlanır. Bu tez çalışmasında araç içerinde kullanılan modüllere giden tek damarlı bakır kabloların kesitlere göre maksimum akım taşıma kapasitesi belirlenmiştir. İlk olarak benzetimler ile kablo çapına göre maksimum akımlar hesaplanmıştır. Çıkan sonuçlar sonlu elemanlar metodu kullanılarak modellenen geometri üzerinde denenerek düzeltme faktörü elde edilmiştir. Sonlu elemanlar metodu ile bilgisayar ortamında yapılan simülasyonda elde edilen sonuçlar deneysel olarak örnek kablolar üzerine uygulanmıştır. Son olarak deneysel ve simülasyon ile elde edilen termal ve elektriksel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Cables used in vehicle is important indirectly for fuel efficiency, vehicle performance and vehicle safety. Optimum cable and cable size selection by user and environmental conditions in the vehicle reduce the total weight of the vehicle and it leads to reduce fuel consumption. However, the use of the vehicle in difficult environment conditions that may select of the appropriate cable wiring which prevents possible fire and that provides safety conditions. In this thesis, current carrying capacities were determined in single core automotive cables which is used in vehicles. Firstly, current carrying capacities accordance with cable size were determined with mathematical models. Obtained results were used in finite element methods and correlation factors were added on obtained results. Finite elements methods simulation results were applied to the sample cables in the testing apparatus . Finally, mathematical, simulation and experimental thermal and electrical results were compared. 112

TEZ11408 Tez (Yüksek Lisans) -- Çukurova Üniversitesi, Adana, 2016. Kaynakça (s. 83-89) var. xii, 91 s. : res. (bzs. rnk.), tablo ; 29 cm. Günümüzde araç teknolojisi fosil yakıtlar ve çevresel etkileri sebebi ile değişime uğramaktadır. Özellikle yapılan çalışmaların hafif ve dayanıklı şase sistemlerinin geliştirilmesine yöneldiği görülmektedir. Bu şekilde, var olan sistemlerde yakıt tasarrufu sağlanır iken, özellikle elektrikle çalışan araç sistemlerinde öne çıkan hafif şase ihtiyacının da karşılanması amaçlanmaktadır. Son yıllarda dünya üzerinde sonlu elemanlar metodu kullanılarak yapılan gerilim analizleri mühendislik dünyasına önemli katkılarda bulunmuştur. Özellikle bilgisayar yazılımları yardımı ile şasi üzerinde oluşan gerilim ve deformasyon değerleri çok küçük hata payları ile, gerçeğe yakın değerleri ile hesaplanabilmektedir Bu çalışmada, karbon fiber-epoxy kompozit malzeme üretimi ve testleri yapılmıştır. Elde edilen test sonuçları dikkate alınarak, iki kişilik bir otomobil şasesi Solidworks çizim programında 3 boyutlu olarak tasarlanmıştır. Oluşturulan kompozit ve alüminyum malzeme esaslı şase, Ansys paket programında incelenerek analiz edilmiş ve başarı ile şase geliştirilmesi tamamlanmıştır. Today, the vehicle technology is being transformed due to environmental impact of fossil fuel and their uses. Especially studies appear to be directed towards development of lightweight and durable chassis system. In this way, along with achieving fuel economy in existing systems, the need for lightweight chassis for electrically powered vehicles are met. In recent years, stress analysis studies using the finite element method has made significant contributions to the design engineering. With the help of a computer software, stress and deformation analysis of a system can be achieved with very small margin of errors at very much realistic values. As a part of the study, some sample carbon fiber-epoxy composite material was manufactured and tested. Considering the test results obtained, a car chassis for two passengers is designed using SolidWorks software. The developed composite and aluminum based chassis have been analyzed on the ANSYS software and the development of the chassis has been completed successfully.

Bu çalışmada deneyleri daha önce yapılmış ve deney sonuçları mevcut olan betonarme T kesitli kirişlerde, yüzeylerine yapıştırılan cam elyaf lif takviyeli polimer (GFRP) şeritlerin üzerinde bulunan ankrajların sayısının, kirişlerin kesme dayanımına olan etkisi analitik olarak incelenmiştir. Bu doğrultuda laboratuar sonuçları mevcut olan bu betonarme kirişlerin ABAQUS/CAE (Complete Abaqus Enviromental) sonlu eleman programı ile modellemesi yapılmıştır. Sonlu elemanlar metodu uygulanmıştır. Beton modeli olarak Concrete Damaged Plasticity (CDP) beton hasar modeli kullanılmıştır. Donatı için Classical Metal Plasticity (CMP) modeli kullanılmıştır. Bu modellerin nonlineer analizleri yapılmıştır. Daha önceden yapılmış laboratuar deneylerinden elde edilmiş olan yük-deplasman grafiklerine ait değerler ile analiz sonuçlarının karşılaştırılması sağlanmıştır. Toplam 5 adet model hazırlanmıştır. Model-1 kesme donatısı yeterli güçlü referans eleman, Model-2 kesme donatısı yetersiz zayıf referans elemanıdır. Güçlendirme yapılan Model-3, Model-4 ve Model-5 için kullanılan kesme donatısı oranı Model-2 ile aynıdır. Aynı GFRP şeritleri kullanılan Model-3, Model-4 ve Model-5 için tek değişken GFRP şeritlerine uygulanan ankraj sayısıdır. Aynı kesme donatısına sahip ve aynı GFRP şeritleri kullanılan Model-3, Model-4 ve Model-5 için sırasıyla her GFRP şeridine 2, 3 ve 4 adet ankraj bulonu kiriş yüzeylerinden karşılıklı olarak montajı yapılmıştır. Model-1, Model-3, Model-4 ve Model-5 için deney sonuçlarındaki yük-deplasman grafiklerine yakın sonuçlar elde edilirken Model-2 için yük değerinin arttırılması ile deplasman değerlerinin deney sonuçlarına göre arttığı tespit edilmiştir. Bu durumun Model-2'nin kesmeye karşı yetersiz olması ve Model 2'ye herhangi bir güçlendirme takviyesi uygulanmamasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Model-2 kesme donatısı yetersiz zayıf referans elemanı olduğundan üzerine uygulanan yükler doğrultusunda büyük yük değerlerine ulaşamadan küçük yük değerleri altında büyük deplasmanlar yapmıştır. Ankraj sayısının artması ile kesme dayanımın arttığı analiz sonuçlarındaki yük değerleri ile görülmektedir., In this study, tests that were done before and existing test results of T-sliced beams, the number of anchorages that are on glass fiber reinforced polymer (GFRP) strips sticked on surfaces, effects of shearing beams strength are investigated analytically. Accordingly, reinforced concrete beams existing laboratory results are modelled with ABAQUS/CAE finite element method. Finite element method is applied. Concrete Damaged Plasticity (CDP) concrete damage model is used as a concrete model. Nonlinear analysis of these models are done. Classical Metal Plasticity (CMP) Model is used as a reinforcement steel. Comparing the valuses of force displacement graphics achieved from laboratory tests that are done before, and results of analysis is supplied. 5 models are prepared. Model-1 a strong reference component whose shearing reinforcement is sufficient. Model-2 a weak reference component whose shearing reinforcement is sufficient. The shearing reinforcement ratio that is used for the Model-3, Model-4 and Model-5 that is strengthening is the same with Model-2. The only variable that applied on GFRP strips is the anchorage number for Model-3, Model-4 and Model-5, that uses the same GFRP strips. For Model-3, Model-4 and Model-5 that have the same shearing reinforcement and use the same GFRP strip; 2, 3 and 4 anchorage bolt from beam surfaces interrelatedly montaged. While for Model-1, Model-3, Model-4 and Model-5, intimate results are provided, for Model-2 increasing load value with displacement value is located that they increase according to test results. It is thought that this situation is related with Model-2 is insufficient to shearing and Model-2 do not have any strengthening reinforcement. Without applying major loads in Model-2 is showed big displacement. It is seen in the load value of analysis results that shearing strength increases with the increase in the number of anchorage.

Bu çalışmada, pim bağlantılı tabakalı kompozit levhalarda fiber takviye açısının değişiminin hasar yükleri ve hasar tipleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Analizlerde tek yönlü karbon fiberlerle takviye edilmiş epoksi reçine matriksli tabakalı kompozit levhalar kullanılmıştır. Tabaka dizilimleri [?0]4 olmak üzere, ?; fiber takviye açısı 00 'den 900'ye kadar 150'lik artımlarla seçilmiştir. Levhaların farklı fiber takviye açılarındaki hasar yükü ve hasar tipleri deneysel ve sayısal olarak bulunmuştur. Sayısal çalışmada Ansys programı kullanılmıştır. Tabakalı kompozit levhaların ilerlemeli hasar analizi için Hashin hasar kriteri kullanan APDL kodları yazılarak malzeme indirgemeleri yapılmıştır. Deneysel çalışmada en büyük hasar yükü 749.917 N ile [150]4 tabaka dizilimi için ve en düşük hasar yükü ise 467.483 N ile [600]4 tabaka dizilimi için elde edilmiştir. Sayısal ve deneysel çalışma sonuçlarının uyumlu olduğu tespit edilmiştir.

Bu çalısmada, tek simetri eksenli (monosimetrik) ve açık kesitli bir Euler-Bernoulli kirisinin baglasık (coupled) egilme-burulma serbest titresim analizi dinamik transfer matrisi metodu (DTMM) ve sonlu elemanlar metoduyla (SEM) gerçeklestirilmistir. Her iki yöntemle elde edilen sayısal sonuçlar karsılastırıldıgında aynı eleman sayısı için SEM ile bulunan dogal frekansların analitik çözümle bulunan kesin sonuçlara daha yakın oldugu görülmüstür. Bunun sebebi SEM için seçilen sekil degistirme fonksiyonlarının kirisin gerçek sekil degistirmesini daha iyi temsil etmesidir. İslemci zamanı (cpu time) açısından bir kıyaslama yapıldıgında yeterince dogru dogal frekansların DTMM ile daha kısa sürede elde edildigi gözlenmistir. DTMM'nin bu avantajı hesaplama sırasında kullanılan transfer matrisi boyutlarının artan eleman sayısıyla degismemesinden kaynaklanmaktadır. Hâlbuki SEM'de karakteristik köklerin hesabında kullanılan katsayılar matrisinin boyutları eleman sayısıyla artıs göstermektedir, dolayısıyla hesaplama zamanı uzamaktadır. DTMM ile mod sekilleri de yeterince hassas bir sekilde elde edilebilmektedir. Ayrıca, modelleme sırasında ara islemlere ait teferruatın DTMM'de SEM'e kıyasla daha az olması da bu metodun bir üstünlügüdür. DTMM'nin belirtilen üstünlükleri bu çalısmada dikkate alınan kirislerden olusmus kafes yapılarda SEM yerine DTMM'nin daha avantajlı olabilecegine de isaret etmektedir.

Bu çalışmada açık kesitli bir kirişin temel mod şekli sürekli dalgacık dönüşümü ile analiz edilerek hasar yeri ve derecesi belirlenmiştir. Hasar elastisite modülündeki azalma olarak modellenmiş, hasarlı kirişin mod şeklini belirlemek için sonlu elemanlar metodu kullanılmıştır. Seçilen hasar durumlarında frekans veya eğrilik değişimlerine dayalı klasik modal analiz metotlarının yetersizliği vurgulanmıştır. Özellikle gürültülü veriyi işlemede dalgacık analizinin eğrilikten daha başarılı olduğu gösterilmiştir. Böyle bir kirişte kesit simetrik olmadığından ölçülecek mod şekli ölçme elemanının kiriş eni doğrultusundaki konumuna büyük ölçüde bağlıdır. Dolayısıyla elde edilecek dalgacık katsayılarının hasara duyarlılığı da farklı olur. Bu çalışmada hasara daha duyarlı katsayıları elde etmek için doğru ölçüm noktaları örnek bir kiriş üzerinde gösterilmiştir.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015, Almanya, İspanya ve Türkiye’de üretilen tüm Mercedes ve Setra markalı otobüslerdeki yakıt tanklarının tasarım, geliştirme ve test sorumluluğunu Mercedes Benz Türk A.Ş. Araştırma ve Geliştirme (Ar-Ge) Merkezi üstlenmiştir. Bu sorumluluğun bir parçası olarak konvansiyonel çelik yakıt tanklarından plastik yakıt tanklarına geçiş sürecindeki Ar-Ge çalışmaları da Mercedes Benz Türk A.Ş. Ar-Ge Merkezi’nde yürütülmektedir. Bu tez kapsamında, yakıt tankı tasarımındaki bilinmezlerden biri olan plastik yakıt tanklarının dayanımı konusunda daha ürün geliştirme aşamasındayken bilgisayar destekli simülasyon ile tasarıma yön verecek bir simülasyon metodu geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu amaçla; dayanım testleri yapılan örnek yakıt tankının katı modeli CATIA kütüphanesinden alınıp sonlu elemanlar yazılımı MEDINA ya transfer edilerek sonlu elemanlar çözüm ağı oluşturulmuştur. İlk olarak yakıt tankına eşdeğer statik yükler uygulanmıştır. Bunun için işletme şartlarında yakıt tankının maruz kalacağı maksimum/minimum ivme yükleri (g) daha önce Mercedes Benz Türk A.Ş. Ar-Ge Merkezi Test Bölümü’nün Almanya’daki özel kötü yol pistinden toplamış olduğu ivme – zaman verisi kullanılarak tespit edilmiştir. Bu yükler altında yakıt tankının deformasyonları ve gerilme dağılımları incelenmiştir. Sonrasında, statik yükler ile yapılan analizler sonucunda ortaya çıkarılamayan dinamik etkilerin de incelenmesi için aşağıdaki dinamik analizler gerçekleştirilmiştir: • Serbest titreşim analizleri yapılarak doğal frekanslar ve mod şekilleri elde edilmiştir. • y ve z yönlerinde uygulanan harmonik zorlayıcılar ile frekans-cevap analizleri yapılmıştır. • Yakıt tanklarının titreşim tablasında kullanılan ivme-zaman test sinyali kullanılarak dinamik zorlanmış titreşim analizleri yapılmıştır. Eşdeğer ivme yükleri ile yapılan analizler yakıt tankının tam dolu durumu için yapılmıştır. Burada yakıtın çeperlere olan etkisi hidrostatik basınç dağılımı olarak tanımlanmıştır. Test merkezinden gelen ivme – zaman sinyalindeki x, y, z yönlerinde oluşan en yüksek ve en düşük ivme değerleri alınmış, her bir yükleme koşulunda farklı oranlar kullanılarak 3 eksenli yükleme paketleri yaratılmıştır. Gergi bantları üzerinde oluşan ön gerilme de yükleme paketlerine dahil edilerek toplam 24 adet farklı yükleme koşulu oluşturulmuştur. PERMAS paket programı ile yapılan analizler sonucunda yakıt tankı üzerinde oluşan gerilmeler ve deformasyonlar incelenmiştir. Gerilmelerin ve deformasyonların yüksek olduğu bölgelerle ilgili, tasarım ekiplerine tasarımda iyileştirme gerekliliği bildirilmiştir. Yakıt tankının dinamik davranışı hakkında da bilgi sahibi olabilmek için öncelikle tankın içi yapısal katı elemanlarla örülmüştür. PERMAS paket programı yardımı ile 5 farklı doluluk (boş, ¼, ½, ¾, dolu) oranı için serbest titreşim şekilleri elde edilmiştir. Dolu yakıt tankı için ilk genel serbest titreşim frekansı 9,2 Hz, boş yakıt tankı için 25,1 Hz olarak bulunmuştur. Aks doğal frekanslarının kabaca 10 Hz civarında olduğu göz önüne alınırsa, bu durumda dolu yakıt tankının boş olana göre, akstan gelen uyarıcı frekanslardan daha fazla etkileneceği aşikârdır. Bununla birlikte, tüm doluluk oranları için yapılan titreşim testleri sırasında, deponun ön yüzünde oluşan yüksek genlikli salınımlara benzer serbest titreşim şekilleri, yapılan analizler sonucunda elde edilmiştir. Bahsi geçen yüksek genlikli titreşimlerin frekansa bağlı değişimini incelemek için frekans – cevap analizleri yapılmıştır. y ve z yönlerinde 0 – 70 Hz bandında bir birim genlikli sinüs dalgası uygulanmış ve ön yüzün ortasından ivme cevabı okunmuştur. y yönü için elde edilen frekans-ivme cevabı grafiğinde, 25 Hz ve 35 Hz civarlarında iki tepe noktası elde edilmiş, z yönünde yapılan analiz sonuçlarına göre de 20 Hz ve 26 Hz civarlarında iki tepe noktası bulunmuştur. Tüm bu tepe noktası frekanslarında bir rezonans etkisi olabileceği ve sonucu olarak deponun ön yüzünde de yüksek gerilmeye sahip ek bir alan bulunabileceği düşüncesiyle son aşamaya geçilmiştir. Titreşim tablası testleri sırasında, titreşim tablasına uygulanan tüm ivme – zaman sinyali sonlu elemanlar modelinde de yakıt tankına uygulanmıştır. Tekil bir noktaya ivme uygulayabilmek için, deprem analizlerinde de çokça uygulanan büyük kütle metoduna başvurulmuştur. PERMAS yazılımı ile her bir eleman üzerinde, zamana bağlı olarak elde edilen tüm gerilmelerin karekök ortalamaları (RMS) hesaplatılmıştır. Analiz sonuçları statik analizdekilerle oldukça benzerlik göstermiş, yüksek gerilmeye sahip herhangi bir ek bölgeye rastlanmamıştır. Bu çalışmada geliştirilen eşdeğer statik yüklere dayalı analiz metodu daha sonra başka yakıt tanklarının geliştirme safhalarında kullanılmıştır. Geliştirilen metot, yapılan testlerde bulunan dinamik kaynaklı bir iki hasar dışında oldukça güvenilir sonuçlar vermektedir. Metodun statik yükleme temeline dayanması sayesinde hızlı sonuçlar elde edilebiliyor olması ve analiz sonucunda deformasyonların incelenebiliyor olması, metodun tasarımcılar tarafından da benimsenmesini sağlamıştır. Tüm bu olumlu geri bildirimlere rağmen, titreşim testleri sırasında oluşan hasarların küçük bir kısmı analiz ile doğrulanamamaktadır. Bunun nedenlerinden birisinin yakıt tankı içindeki sıvının yapısal katı elemanlar ile modellenmesi olduğu düşünülmektedir. Bundan sonra yapılacak çalışmalarda, yakıt tankı içindeki sıvı modellenmesinde alternatif yaklaşımlar (akustik elemanlar vb.) kullanılması, disiplinler arası metotların kullanımı (akışkan-yapı etkileşimi vb.) dinamik sonuçların doğruluğunu artıracaktır., Mercedes Benz Türk A.Ş. Research and Development Center undertakes the development and testing responsibility of fuel tanks of all Mercedes and Setra Buses that are manufactured in Germany, Spain and Turkey. As a part of this responsibility, research and development process of transition from conventional steel fuel tank to plastic fuel tanks is also assigned to the R&D Center of the company. Within the scope of this thesis, it is aimed to develop a computer aided simulation method about the endurance of plastic fuel tanks that is one of the unknowns of fuel tank design process. Thus, design of product would be shaped during product development process. For that purpose, a finite element mesh is created by transferring the solid model of the fuel tank whose endurance tests have already accomplished from CATIA library to the finite element software, MEDINA. The finite element model used for static analyses has approximately 192500 nodes and 195000 elements. Shell (QUAD4 and TRIA3) and beam elements (BECOS) are used for modeling of the tubular structural elements, fuel tank and bolts, respectively. Steel material model is defined for bus structure and retaining straps. Polyethylene material model at room temperature is used for the fuel tank. Additionally, fuel is simulated by the structural solid elements (TET4) with low elasticity module for dynamic analysis. Initially, equivalent static loads are applied to the fuel tank. To do this, maximum and minimum gravitational (g) forces that are applied on the fuel tank during operation conditions are determined by using the acceleration-time data that Mercedes Benz Türk A.Ş. R&D Center has gathered from the torture track road in Germany. The deformations and stress distributions of fuel tanks are investigated under exposure of these loads. Afterwards, dynamic analyses are prepared to understand the contribution of dynamic effects that cannot be obtained by static analyses: • Natural frequencies and mod shapes are obtained via free vibration analyses. • Frequency-response analyses are completed by utilizing harmonic actuators that are applied in y and z directions. • Dynamic forced vibration analyses are accomplished by using the acceleration-time test signal that is utilized in the vibration flange of fuel tanks. All analysis are performed with the following assumptions and results are reviewed with the same assumptions, • A material property at room temperature is used for polyethylene material model. • Fuel tank has homogeneous wall thickness. • Sloshing effect of the fuel is ignored. • Fuel bonds with fuel tank walls and they are inseparable. Analyses that are progressed by using equivalent g-loads are completed for the fully filled fuel tanks. In this process, the effect of fuel on the walls is defined as a hydrostatic pressure distribution. Minimum and maximum acceleration values that occur in the x, y, z directions of the test signal are collected, and 3-axes loading packages are formed by using different fractions in each load condition. Finally pre-tension loads on the retaining straps are considered. So 24 different loading conditions are created. An exemplary loading package is formed as follows when the maximum acceleration in x direction is occurs: “ %100 axMAX %40 ayMAX %40 azMAX %100 axMAX %40 ayMAX %40 azMIN %100 axMAX %40 ayMIN %40 azMAX %100 axMAX %40 ayMIN %40 azMIN ” Contacts are defined between fuel tank – body structure and fuel tank – retaining straps. A visual basic macro is developed in Excel to automatically create input cards for performing analysis in PERMAS. Mentioned macro also calculates the parameters of the functions that are used to define hydrostatic pressure. Stresses and deformations on the fuel tank are investigated with analyses conducted using PERMAS software. For the locations on which the stresses and deformations are higher, the design team is informed about the requirement of design improvement. Initially, the inner part of the tank is meshed by structural solid elements to be able to get information about the dynamic behavior of the fuel tank. Contacts are removed and rigid coupling elements are used instead of contact definitions. With the help of PERMAS software, mode shapes are obtained for 5 different fullness fractions (empty, ¼, ½, ¾, full). Free vibration frequencies are found as 9.2 Hz and 25.1 Hz for full and empty fuel tanks respectively. If it is assumed that the natural frequencies of axles are around 10 Hz, it becomes obvious that the empty fuel tank is more affected by the frequencies coming from the axles with respect to the full one. On the other hand, during the free vibration tests those are done for all fullness fractions, obtained mode shapes on the front face of the fuel tank are similar to the ones obtained in the test bench. Frequency-response analyses are accomplished to investigate the variance of vibrations with high amplitudes with respect to the frequency. A sinusoidal wave in y, z directions with unit amplitude and between 0 Hz and 70 Hz bandwidth is applied, and acceleration response is read from the center of the front face. In the frequency-acceleration response graph for y-direction, two peak points around 25 Hz and 30 Hz are obtained, and for z-direction, two peak points around 20 Hz and 26 Hz are detected. The project proceeds to the last stage with the assumptions that there is a resonance effect at these peak points and, as a result of this resonance, there is an additional region along where a high stress value exists. The acceleration-time signal that has been applied to the vibration table during the tests is applied to the fuel tank. Large Mass Method that is often utilized in earthquake analyses is used to be able to apply the acceleration to a single node. Root Mean Squares (RMS) of all stresses, in each time step, are calculated for each element with PERMAS software. The results exhibit pretty similarity with the static analyses, and there is not any additional region with high stress attained. The analysis method that has been developed during this study based upon the equivalent static loading is then used in the development processes of other fuel tanks. Except for a few dynamic-related damages, the method produces pretty reliable outcomes. The ability to obtain results fast -thanks to the method’s being based on static loadings- and the results’ being able to be investigated at the end of the analyses make the designers prefer using it. In spite of these positive feedbacks, a small amount of damages that result from the vibration tests cannot be validated by analysis. It is supposed that one of the reasons of this situation is the modeling of the fluid inside the tank with structural solid elements. In the forthcoming studies, using alternative approaches (acoustic elements, etc.) in the modeling process of the fluid in the fuel tank and interdisciplinary methods (fluid-structure interactions, etc.) increases the accuracy of dynamic results. San-Tez, a university cooperation project with financial support from the Turkish Ministry, application was made for continuation of the project. Ministry of Labor and Industry has approved 0488.STZ.2013-2 numbered project conducted by Istanbul Technical University Faculty of Aeronautics and Astronautics and Mercedes Benz Türk A.Ş.., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu tez çalışmasında, eksenel ve eğik darbe yüklemeleri altında fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kalınlıklı ve eşdeğer kalınlıklı ince cidarlı alüminyum silindirik tüplerin çarpışma davranışları sistematik olarak incelenmiştir. Fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kalınlıklı ince cidarlı yapılar daha verimli malzeme kullanımı ve malzeme yapısı üzerinde değişken dayanımların oluşmasını sağlar. Bu sayede, geleneksel olarak üretilen eşdeğer kalınlıklı ince cidarlı yapılarla kıyaslandığında çarpışma parametrelerinin daha etkili bir şekilde kontrol edebilirler. Fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kalınlıklı tüplerin incelenmesi için sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak eksenel yönde ve farklı kalınlıkta eğim verilerek oluşturulmuş tüpler sabit rijit bir duvara çarptırılarak incelenmiştir. Dinamik çarpışma simülasyonları Abaqus/Explicit ticari sonlu elemanlar benzetimi paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sonlu elemanlar modeli literatürde bulunan önceki deneysel ve sayısal sonuçlarla doğrulanmıştır. Fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kalınlıklı tüplerin verimliliğini ve çarpışma performanslarını gösterebilmek için aynı ağırlıkta ve eşdeğer kalınlıktaki tüplerle karşılaştırılmıştır. Bu çalışma ile ayrıca çeşitli uzunluk/çap oranlarındaki fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kalınlıklı ince cidarlı tüplerin çarpışma davranışları da incelenmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre, fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kalınlıklı tüplerin eşdeğer kalınlıklı tüplere göre darbelere karşı daha üstün performansa sahip olduğu gözlenmiştir. In this thesis, the crash behavior of aluminum thin-walled cylindrical tubes with functionally graded thicknesses (FGT) are systematically investigated under axial and oblique impact loading. The FGT materials provide more efficient material usage and variable stiffness over the structure. By means, it allows to control the crashworthiness parameters of energy absorbers more efficiently by comparison with traditionally produced uniform thickness (UT) materials. To consider crash behavior of FGT tubes, different thickness gradient patterns are examined axial dimension of the tubes and impact fixed rigid wall by using finite element (FE) method. The commercial finite element code, Abaqus/Explicit is used to apply dynamic analysis. Additionally, the FE model is validated with previously introduced numerical and experimental results in literature in order to show crashworthiness performance of the FGT tubes and efficiency of the FGT tubes are compared with the UT tubes at the same weight. The study also has shown that crashworthiness behavior of various length/ diameter ratios on the FGT tubes are researched. According to simulation conclusions, it can be seen from this study that the FGT tubes have superior crashworthiness performance than the UT tubes. İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET -- iv ABSTRACT -- vi TEŞEKKÜR -- vii İÇİNDEKİLER -- viii ÇİZELGELER DİZİNİ -- x ŞEKİLLER DİZİNİ -- xi SİMGELER VE KISALTMALAR -- xiv 1. GİRİŞ -- 1 2. İNCE CİDARLI YAPILARIN ENERJİ SÖNÜM ÖZELLİKLERİNİ BELİRLEMEK İÇİN GELİŞTİRİLEN TEORİK MODELLER -- 11 3. ÇARPIŞMA DAYANIM PARAMETRELERİ -- 16 3.1. Toplam Sönümlenen Enerji -- 16 3.2. Maksimum Çarpışma Kuvveti -- 17 3.3. Ortalama Çarpışma Kuvveti -- 17 3.4. Çarpışma Kuvveti Verimi -- 17 3.5. Özgül Enerji Sönümü -- 17 3.6. Deformasyon Mod Şekilleri -- 18 4. FONKSİYONEL OLARAK DERECELENDİRİLMİŞ TÜPLERİN EKSENEL VE EĞİK YÜKLER ALTINDAKİ DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ -- 20 4.1. Sonlu Elemanlar Modeli -- 20 4.2. Sonlu Elemanlar Modelinin Doğrulanması -- 23 5. SAYISAL SONUÇLAR -- 27 5.1. Eksenel Yükleme İçin Sayısal Sonuçlar -- 27 ix Sayfa 5.2. Eğik Yükleme İçin Sayısal Sonuçlar -- 40 6. SONUÇ VE ÖNERİLER -- 49 KAYNAKLAR -- 51 ÖZGEÇMİŞ -- 58

Bir silindirik helisel dişli çarkın üretimi iki önemli aşamadan oluşur. Bunlardan ilki tasarım ikincisi analizidir. Parçanın kullanılacağı yerdeki görevine uygun bazı parametreler kullanılarak; diş sayısı, helis açısı, modül vb en uygun tasarım gerçekleştirilir. Fakat yapılan tasarımın işletme koşullarında beklenen performansı yerine getirip getiremeyeceği belli değildir. Bu konuya cevap verilebilmesi için gerekli mühendislik hesaplarının ve analizlerinin yapılması gerekir. Sonlu elemanlar metodu (SEM) bu analiz ve hesaplamarın yapılmasında kullanılan en yaygın yöntemdir. Bu tezde önce dişliler hakkında teorik bilgi verilecek, analizi yapılacak olan silindirik helis dişlilerin ölçülerinin çıkarılabilmesi için gerekli dişli hesapları yapılacak, sonra malzeme seçimi yapılıp SOLİDWORKS de modellemesi yapılacaktır. Ardından modellenen dişlilerle ANSYS’de statik gerilme analizi yapılıp maruz kaldığı gerilmeler ve üzerinde oluşan deformasyonlar incelenecektir. There are two important stage for manufacturing a cylindrical helical gear, designing and anlayzing. The proper gear desing is consturucted by using parameters; theeth number of gear, helical angle, module. However, the designed gear might not provide expected perfromance for operational conditions. This issue can be over come by using engineering calcalations and analysis. Finite element metod (FEM) is the most common metod for performing these analysis nad calculations. In this thesis, theorical knowledge about cylindrical helical gear, analysis results and calculations for identifing theeth size of gear are given. SOLİDWORKS is used for modelling the cylindrical helical gear, the deformatiosand and the exposed forces are investegated by using the models and conducting statical analysis in ANSYS. İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET -- iv ABSTRACT -- v TEŞEKKÜR -- vi İÇİNDEKİLER -- vii ÇİZELGELER DİZİNİ -- ix ŞEKİLLER DİZİNİ -- xi SİMGELER VE KISALTMALAR -- xiv 1. GİRİŞ -- 1 2. DİŞLİ ÇARK SİSTEMLERİ -- 5 2.1. Millerin Konumuna Göre Dişli Çark Sistemleri -- 5 2.2. Dişli Çarkların Diş Profillerinde Kullanılan Eğriler -- 7 2.3. Kavrama (Basınç) Açısı ve Kavrama Oranı -- 10 2.4. Dişli Çarklarda Oluşan Hasar Türleri -- 11 2.4.1. Yüzey yorulması hasarları -- 12 2.4.2. Aşınma -- 16 2.4.3. Plastik akma -- 20 2.4.4. Kırılma -- 21 2.4.5. İmalat sırasında oluşan hasarlar -- 24 3. MATERYAL VE METOT -- 27 4. SİLİNDİRİK HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR -- 31 4.1. Silindirik Helis Dişli Çarkı Oluşturan Elemanların Tanımı -- 37 4.2. Helisel Dişli Çark Elemanlarının Hesaplanmasında Kullanılan Formüller38 4.2.1. Tasarımla ilgili giriş parametreleri -- 40 4.2.2. Tasarımla ilgili çıkış parametreleri -- 49 viii Sayfa 5. MODELLEME -- 63 6. GERİLME ANALİZİ -- 66 6.1. Analiz Prosedür ve Aşamaları -- 66 6.2. Analiz Sonuçları -- 75 6.2.1. Değişen helis açıları için analiz sonuçları -- 78 6.2.2. Değişen diş sayıları için analiz sonuçları -- 81 6.2.3. Değişen modül değerleri için analiz sonuçları -- 84 7. SONUÇ VE ÖNERİLER -- 87 KAYNAKLAR -- 89 ÖZGEÇMİŞ -- 91