Search

Bu çalışmanın amacı, termoplastik poliüretan (TPU) malzemesinden üretilmiş olan ve kendi rotasyon ekseninde dönebilen mekanizma parçalarının torsiyonel direngenlik sabitlerinin deneysel ve teorik olarak elde edilip karşılaştırılmasıdır. Hassas bir ölçüm sistemi kurularak dört numune için farklı yüklerde eğilme açıları ölçülmüş ve tepki momenti değerleri belirlenmiş, böylece deneysel torsiyonel direngenlikler hesaplanmıştır. Ankastre levha kullanılarak elde edilen teorik model ile deneysel sonuçların genel itibariyle uyumlu olduğu kaydedilmiştir. Dönme mafsalı boğaz bölgesi geometrik parametrelerinin sonucu ne şekilde etkilediği tartışılmıştır. Önerilen deney düzeneğinin dönme mafsalı torsiyonel direngenlik ölçümünde etkin bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Bu çalışmada, kurbağa gastrocnemius (plantaris longus olarak da bilinmektedir) kasının sayısal modelini oluşturarak sonlu elemanlar yöntemi (SEY) ile kasılma davranışı incelenmiştir. Bu amaçla sonlu elemanlar yöntemi ile çalışan bir fiziksel gerçeklik benzetim senaryosu oluşturulmuştur. Bu senaryo dahilinde, çapraz-bağ kinetik modelini dağıtık-moment yaklaşımını kullanarak çözen sonlu elemanlar yöntemi ile oluşturulmuş kas modeli, kas üzerinde ince bir zar şeklinde bulunan aponevroz örtüsünün açısal yerleşiminin, kasılma sonucunda oluşan toplam çekme kuvveti üzerindeki etkisini incelemek üzere kullanılmıştır. Bununla birlikte, kas modelinde lif yöneliminin etkisinin incelenmesi amacıyla yönelim eksenel (sabit eksen yönünde) ve fusiform (kas geometrisini takip eden) olarak iki tipte örneklenerek üretilen çekme kuvveti ve yakınsama üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Ayrıca, elde edilen veriler, gerçek bir kurbağa kasından laboratuvar ortamında elde edilmiş verilerle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, aponevroz örtüsünün şeklinin ve lif yöneliminin kas modeli üzerinde üretilen çekme kuvveti ve yakınsama özellikleri bakımından ayırt edici ve önemli etkileri olduğu deneyimlenmiş, kullanılan modelin 3 boyutlu kas modellemesine uygun olabileceği görülmüştür., The aim of this study is to analyze the contractile behavior of frog gastrocnemius muscle (also known as plantaris longus) via a computational model based on the finite element method (FEM). Therefore, a physical reality simulation scenario which is based on the finite element method has been generated. The finite element model developed within the scenario uses the theory of distributed-moments in order to study the effect of the angular alignment of the aponeurosis sheet covering the muscle on the total contractile force. By the way, in order to investigate the effect of fiber alignment, fibers have been typified two distinct fiber architectures, as the uniaxial and fusiform ones and the effect of different architecture type on the developed force and convergence was studied. The physical reality simulation outputs have been compared with the real frog muscle force responses that has been obtained in the laboratory condition. Results indicate that both the choice of fiber architecture as well as the aponeurosis alignment and position have important consequences in terms of the computed muscle force as well was the numerical stability of the model and the muscle model used in this work is compatible to use for three-dimensional muscle modelling.

Analysis of the mechanical response of the lumbar vertebral body (VB) under certain loading conditions requires a numerical model, which is the building block directly used by finite element method (FEM). Yet, such model comes with drawbacks to deal with in the generation process. The difficulties are related to lacking data integrity provided by subject-specific computed tomography (CT) scan. In order to get through the obstacles, deterministic nature of the parametric computer-aided design (CAD) modeling is adopted. Six parameters, which create a parametric curve on a cross-sectional slice image of a VB; are optimized such that best fits are obtained on fifteen slices grouped as three for each Ll, L2, L3, L4, and L5 VBs. Then, total of 72 construction points necessary to create fifteen contours, in an open-source CAD software called FreeCAD, are transformed from fifteen slice images to a global Cartesian coordinate system (CSYS) by the transformation matrices. After transforming construction points, groups of three contours are lofted to create the lumbar CAD model including only VB section. Finally, this model is compared with another parametric model in terms of Hausdorff distance (HD).

The fatigue-crack growth behavior of materials manufactured by means of selective laser sintering was studied. In the process, specimens were prepared from metal powders (316 steel) into the desired shape by additive manufacturing technology, followed by sintering and infiltration in a suitable molten metal. The latter process was aimed at eliminating the inherent porosity associated with powder metallurgy. Porosity is known to adversely affect the fatigue-crack growth rate behavior of powder metallurgy components. Carefully conducted fatigue-crack growth rate tests (single-edge-notch four-point bending type) were carried out on RapidSteelTMand the results were compared with data of infiltrated low carbon steel in the literature. Finite element analysis was carried out as an intermediate step in order to validate the geometry factor calculations provided by empirical formulae. It was found that the fracture resistance of RapidSteel was higher compared with low-carbon copper infiltrated steel tempered at 177 °C and 428 °C, and same as that tempered at 704 °C.