Tez Koleksiyonu

Bu koleksiyon için kalıcı URI

https://hdl.handle.net/20.500.12846/465

Listeleniyor 1 - 17 / 17

Determination of residual stresses in cold extruded parts by contour method
(Türk-Alman Üniversitesi, 2020) Aydın, Oğuzhan; Tekkaya, Ahmet Erman
Kalıntı gerilmeler, herhangi bir dış yükün yokluğunda tüm katı gövdeye dağılmış olan kendi kendini dengeleyen gerilmelerdir. Yeniden kristalleşme olmadan yeniden kristalleşme sıcaklığı altında, soğuk şekillendirme işlemleri sırasında bu gerilimler doğal olarak mühendislik malzemeleri için önemli ölçüde yüksek değerlere yükselir. İleri soğuk ekstrüzyon yöntemi artık gerilmelerin ürünün mekanik özelliklerini ve ömrünü önemli ölçüde etkileyebilecegi şekillendirme işlemlerden biridir. Bu nedenle, bir parçanın kalitesi için artık gerilmeler bilinmelidir. Yüzey (kontur) yöntemi, bir bileşendeki artık gerilmeleri ölçmek için geliştirilmiş yeni bir deneysel yöntemdir. Kontur yöntemi, kesit boyunca iki boyutlu artık gerilme haritasını belirlemek için önemli bir fırsat sağlamaktadır. Soğuk ekstrüze edilmiş çubuklarda ekstrüzyon yönünde olan eksenel artık gerilme, yorulma mukavemeti ve dayanıklılık üzerinde en etkili gerilim bileşeni olabilir. Bu çalışmada, üç farklı ekstrüzyon oranı ile üretilen asimetrik ve silindirik parçaların eksenel artık gerilmeleri ve ekstrüzyon oranının eksenel artık gerilmeleri üzerindeki etkileri yüzey yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Tüm kesitlerin kalıntı gerilim haritaları üç ekstrüzyon oranı için de elde edilmiş ve literatürdeki mevcut çalışmalardaki diğer yöntemlerle elde edilen bulgularla karşılaştırılmıştır. Potansiyel hata kaynakları olabilecek yüzey pürüzlülüğü, kesme koşulları gibi etkenler bu çalışma çerçevesinde incelenmiştir. Son olarak, deney sonucunu doğrulamak için sonlu elemanlar analiz yazilimlari kullanılarak ekstrüzyon işleminin sonlu elemanlar analizi (FEA) ve işlemin seçilen çeşitli parametreleri ile duyarlılık analizi gercekleştirilmiştir.
Formability analysis of 3105 aluminium composite panels by means of the multi-point forming process
(Türk-Alman Üniversitesi, 2019) Wapande, Sadam Hamıs; Elibol, Çağatay
Kompozit malzemelerin kullanılması, özellikle yapı malzemeleri olarak alüminyum-plastik kompozitlerin kullanımı son zamanlarda büyük ölçüde artmıştır. Bu gelişme, kompozitlerin seri üretime uygunluğu, yüksek mukavemet / ağırlık oranları ve sert çevre koşullarına karşı iyi dirençleri ile hızlandırılmıştır. Bu tez çalışması çerçevesinde, iki 3105 alüminyum alaşımlı levhadan ve düşük yoğunluklu bir polietilen (LDPE) tabakasından üretilmiş olan alüminyum kompozit panelin şekillendirilebilirliği, çok noktalı şekillendirme (MPF) yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Bu tip alüminyum kompozit paneller, cephe yapımı gibi bina uygulamaları için yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok noktalı şekillendirme yöntemi, geleneksel kalıp yerine bir dizi zımba kullanılarak üç boyutlu şekillendirilmiş sac metal parçalar üretmek için kullanılan bir üretim yöntemidir. Literatür taraması yapılarak MPF proses parametrelerinin şekillendirmiş sac yüzey kalitesi üzerindeki etkileri araştırılmıstır. Daha sonra, beş farklı mekanik test yapılarak alüminyum kompozit panelin malzeme karakterizasyonu gerçekleştirimiştir. Yapılan mekanik testler: T-sıyırma testi, çekme testi, düzlem-içi burulma testi, Nakajima testi ve sürtünme testidir. Ticari bir Abaqus / Explicit yazılımı kullanılarak şekillendirme işleminin nümerik analizi gerçekleştirimiştir. MPF kalıbı SolidWorks® yazılımı kullanılarak tasarlanmıştır. Mekanik karakterizasyon sonuçları AA3105 ve LDPE arasındaki bağın TS 13777 standardı tarafından belirlenen minimum sınırdan daha yüksek soyma mukavemetine sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca, alüminyum kompozit malzeme AA3105'ten daha yüksek biçimlendirilebilirliğe sahiptir. Gerilme hızı duyarlılığının alüminyum kompozit panel üzerindeki etkisi ihmal edilebilir. Sonlu elemanlar simülasyon sonuçları, alüminyum kompozit panelin yüzeyinde bulunan gamzelerin elastik bir yastık kullanılarak bastırılabileceğini göstermiştir. Ayrica, alüminyum kompozit panel kalınlık değişiminin, oluşturulan parçanın ortasından belirlenen bir yol boyunca dalgalanması, elastik yastığın kalınlığı arttıkça azalmıştır.
Hot forging process simulation of a part made of 304L
(Türk-Alman Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2021) Osmanoglu, Emre
The shift away from diesel cars in automotive industry results in new challenges in the industry. As a result of this shift, manufacturers of gasoline engine parts must use dif ferent materials for same geometries for diesel engines because of the corrosive effect of the diesel fuel. For the manufacturing process design, it is important to simulate the process accurately to evaluate the feasibility of the operation. In this work hot forging process of part made of 304L stainless steel is simulated with two different software using finite element method to assess the feasibility of the forging process and provide a basis for further simulations related to grain development. Once the parts are forged, mechanical testing is done, and microscopy images of the workpiece are taken to eval uate the tensile strength, hardness, and delta ferrite content of the forged part. These mechanical and microstructural properties of the part are studied to ensure the part con forms with the requirements of the working condition. Comparison of the simulation results showed that the optimum way to simulate the process with respect to accuracy and computation time is to employ finite element method with implicit solver and La grangian matrix. Testing results show forging temperatures of 1200 °C without quench ing or 1150 °C with quenching are the optimum points to obtain greater yield strength and conforming delta ferrite content.
Additive manufacturing with metallic powder materials-development of a strategic material qualification methodology for electron beam powder bed fusion
(Türk-Alman Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2023) Uğur, Ömer
Since the maturity level of the metal powder bed fusion (PBF) additive manufacturing (AM) technologies have already become suitable to produce complex net shape parts, the need for metal powders in AM industry is increasing in different sectors. In recent years, the main concentration of efforts in the research of advanced materials is on reaching full or near full density geometries with good dimensional stability and tight tolerances while tailoring the required properties by controlling the microstructure. Using metallic powders for part production by AM has the benefits such as greater design flexibility in comparison to conventional casting and machining, and less raw material consumption due to aiming net shape which is crucial for expensive or hard-to-machine metal alloys. Qualification is a technique to make sure that an additive manufacturing process is monitored and that the end product satisfies criteria in a repeatable way. The material is essential in this qualification process, as its chemical and physical properties can directly influence the manufactured part. Qualifying a material for AM requires a methodology that is strategically developed to evaluate all the variables that can affect the quality of the parts needed as well as the reliability and reproducibility of the process. Since the expiration of the patent in the electron beam powder bed fusion bed (PBF-EB/M) process, new machine manufacturers entered the market. However, the “off the shelf” qualified materials from these manufacturers and third parties are limited. Now, some titanium, nickel, steel, and copper alloys are available. This shows that there is a need for a strategic methodology for faster material qualification for newly developed materials to use PBF-EB/M widely. Therefore, this work aims to develop a methodology that delivers an efficient qualification for new and existing materials. Within the framework of this thesis, by combining the performed literature search and usage of the existing know-how at the chair of Hybrid Additive Manufacturing at Ruhr University Bochum, a strategic material qualification methodology is successfully developed for the PBF EB/M process. The developed methodology considers the material qualification procedure in 3 main topics. First, the properties of the powder material are investigated and their relationship with the bulk powder behavior and in-process performance are defined from the literature. Then, required powder characterization techniques are investigated and their use cases are shown based on standards and the literature. Secondly, the main challenge powder spreading effect in PBF-EB/M is investigated. The possible reasons and suppression methods for such an effect are identified from the literature. Accordingly, some testing techniques both from in house developed and literature are recommended, and their application steps are explained in detail. Finally, the exposure phase is considered and the influencing factors for the exposure phase are identified based on the fabricated part quality requirements. Based on this knowledge, process parameter identification methods, and recommended testing and evaluation techniques for fabricated part assessment are shown. The developed methodology is then validated using AlSi10Mg aluminum alloy. For that, several tests are performed at each step and the results are evaluated and documented. The results showed that by applying the strategically developed qualification methodology steps, the required process parameters for a stable running process, and high-quality parts can be obtained. For instance, the fabricated parts with over 99,5 % relative density and below 100 µm surface roughness and waviness could be achieved. Based on the industrial application, these results satisfy the needs
Investigating the effects of post-mold cure on warpage in electronic packaging processes
(Türk-Alman Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2023) Kadoğlu, Arda
Post-mold Cure ist ein häufig angewandtes Verfahren im Bereich Electronic Packaging, bei dem duromere Teile nach der Formgebung erneut erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, um eine höhere Vernetzungsdichte und damit bessere Materialeigenschaften zu erreichen. Bisherige Studien und industrielle Anwendungen haben gezeigt, dass der Post-mold Cure auch eine nützliche Methode ist, um den Verwölbung der Verkapselung, der ein wichtiges Qualitätskriterium ist, zu verringern. Trotz dieser Erkenntnisse sind die Auswirkungen verschiedener Post-mold Cure Parameter auf die resultierende Verwölbung noch immer nicht genau bekannt, da der Post-mold Cure meist mit denselben Parametern durchgeführt wird. Das Ziel ist hierbei eine möglichst hohe Vernetzungsdichte zu erreichen, ohne die Verwölbung genau zu berücksichtigen. In dieser Arbeit werden die Auswirkungen des Post-mold Cures auf die Verwölbung der verwendeten Prüfkörper untersucht. Materialcharakterisierungstests werden durchgeführt, um das Wärme- und Aushärtungsverhalten der Materialen zu untersuchen. Experimente mit unterschiedlichen Post-mold Cure Temperaturen und Zeiten werden durchgeführt, um diese Parameter mit der resultierenden Verwölbung zu korrelieren und ein Prozesswissen zu generieren. Die Verwölbung der Prüfkörper wird durch optische 3D-Profilometerscans bewertet. Es werden außerdem Infrarotspektren der Materialien gemessen, um die Veränderungen der chemischen Zusammensetzung des Epoxidharzes während des Post-Mold Cures als Indikator für Änderungen in der Vernetzungsdichte zu verwenden. Anhand der Experimente wird der Mechanismus zur Verringerung der Verwölbung während des Post-mold Cures erklärt und mit der thermischen und chemischen Schrumpfung, sowie dem Glasübergangsverhalten der Materialien in Verbindung gebracht. Darüber hinaus werden die gewonnenen experimentellen Daten verwendet, um einen Machine Learning Algorithmus aufzusetzen, der die optimalen Post-mold Cure Parameter vorhersagt, die am Ende die gewünschte Verwölbung und Vernetzungsdichte ergeben. Mit Hilfe des Machine Learning Algorithmus ist es möglich, die resultierende Verwölbung und die möglichst optimalen Post-mold Cure Parameter für die Testproben vorherzusagen. Die experimentellen Ergebnisse und die Vorhersagen des Machine Learning Modells zeigen, dass die Post-mold Cure Zeit für die getesteten Materialien und Geometrien auf ~15 Minuten reduziert werden kann, wenn der Verzug als wichtigstes Qualitätskriterium für die Optimierung betrachtet wird
Investigation of the bonding mechanisms of aluminum chips during SPD-and FAST-based solid-state recycling processes
(Türk-Alman Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2023) Tan, Oğuz
Considering the reduction of resources and environmental concerns, the recycling of aluminum alloys is gaining more importance day by day. In this context, especially in light of the recycling of aluminum chips, which constitute a significant part of aluminum scrap, the solid-state or meltless recycling process stands out with its advantages, such as lower energy consumption, less metal loss due to the chemical reactivity and larger surface area of metal chips, minimally harmful gas and solid waste emissions compared to the conventional remelting method. Solid-state recycling techniques are basically based on two main categories: severe plastic deformation (SPD) and powder metallurgy (PM). The common purpose of both techniques in terms of chip solid-state recycling is to improve the mechanical properties while reducing energy requirements. The two main factors that serve this purpose are the quality of the chip bonding and the microstructure of the resulting bulk material. However, an important obstacle to the establishment of strong chip bonding is the oxide layers that aluminum alloys form on their surfaces when exposed to air. In the face of bonding requirements, the hot extrusion method, which is one of the SPD methods that provides a very high level of plastic strain to the material with additional shear force, has become a prominent method for obtaining bulk or semi-products from aluminum chips. However, this method carries the risk of peripheral coarse grain (PCG) zone formation due to excessive heat generation and suffers from insufficient fragmentation of oxide layers, large thermal energy requirements, and processing costs.
The effects of grain refinement on the mechanical properties of aluminium cast alloys used in automotive industry
(Türk-Alman Üniversitesi, 2015) Özaydın, Onur; Walther, Frank; İpekoğlu, Mehmet
İkincil dendrit kol boyu uzunlukları (SDAS) gibi mikro yapısal parametreler alüminyum dökümlerinin mekanik ve yorulma özelliklerini etkilerler. Bu parametrelerin boyutları Ti ve B gibi farklı tane inceltme elementlerine bağlıdır. Bu mikro yapısal parametreleri kontrol etmek için tane inceltmenin etkisi araştırılmalıdır. Bu çalışma, otomotiv endüstrisinde sıkça kullanılan AlSi6Cu4 malzemeli alüminyum silindir kapaklarından alınan numunelerin mekanik özelliklerinin tane inceltme ile değişimini incelemiştir. Literatür taramasından sonra, mevcut gelişme seviyesindeki optimum tane inceltici seviye belirlenmiş ve mekanik özellikleri arttıracak yapı geliştirilmeye çalışılmıştır. Farklı seviyelerdeki tane inceltici eklentilerin SDAS değerlerine etkisi incelenmiştir. Mikroskopik analizler yapılarak SDAS değerleri ölçülmüştür. Gerekli SDAS değerleri için uygun inceltici element yüzdesi belirlenmiştir. Üç yeni inceltme elementi seviyesi belirlenmiş ve ilgili silindir kapaklar gruplarına uygulanmıştır. İlk seviye 23.11 µm SDAS değeri vermiştir ki bu ilgili ürün için yetersizdir. İkinci seviye 19.74 µm SDAS değeri vermiştir ki bu yeterlidir ve uygun mekanik özellikler vermiştir. Üçüncü seviye 15.71 µm SDAS değeri vermiştir ki bu en iyi mekanik özellikleri vermiştir. Tane inceltmeden sonra, numunelerin yarısına gerilme giderme tavı uygulanmış, böylece gerilme giderme tavının mekanik özelliklere etkisi araştırılabilinmiştir. Numuneler, silindir kapaklarının kritik bölgesi olarak tanımlanan yanma odası yüzeylerinden alınmıştır ve gerilme giderme tavından sonra çekme değerlerinde %10, akma değerlerinde %25 iyileşme görülmüştür. Mekanik özelliklerinin yanı sıra yorulma özellikleri de araştırılmış böylece en yüksek çekme ve akma dayanımları için uygun Ti ve B yüzdeleri belirlenmiştir. Wöhler eğrisi çizilmiş ve ömür değerleri ürünün performans kriterlerine uygun olarak öngörülen değerlerle karşılaştırılmıştır.
Layshaft design & material characterization of a heavy duty vehicle's manual transmission
(Türk-Alman Üniversitesi, 2017) Alkan, Gökhan; Walther, Frank; İpekoğlu, Mehmet
Bu tez, ağır vasıtalar için manuel transmisyonlarında, karşıt mil ya da ara mil için optimum malzeme seçimi ve dizayn optimizasyonu yapılmasında yön göstermeyi amaçlamıştır. Tez kapsamında, amaçlanan manuel transmisyonun tasarım prosedürü açıklanmış olup, çalışmada ağırlıklı olarak malzeme testi üzerine odaklanılmış, ara milin FEA stres analizi ve yorulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Asıl amaç, uzun ömürlü, malzeme yorulmasına uğramayan bir ara mil tasarımı yapmaktır. Bu amaç kapsamında, üç adet yaygın olarak kullanılan sementasyon çeliği aday malzeme olarak incelenmiştir. Amaç, bu malzemeler arasından rekabetçi ve dayanıklılık bakımından en uygun olanını, bu geliştirme projesi kapsamında belirlemektir. Malzemenin mekanik özelliklerinin elde edilmesi için, çekme ve yorulma testleri ile malzeme karakterizasyonu yapılmıştır. Tez çalışması boyunca, iyi organize edilmiş bir çalışma planı ile transmisyon tasarımı ve yorulma teorisi ile ilgili literatür araştırması yapılarak state of art bilgi edinilmiştir. Edinilen bilgi ile, manuel transmisyon mimarisi belirlenmiş ve KissSoft makina elemanları yazılımı kullanılarak, ön transmisyon dizaynı, dişli sayıları, mil merkezleri arası mesafeleri yapılmıştır. Daha detaylı hesaplamalar için, aramil üzerinde eşçalışan dişlilerden kaynaklanan reaksiyon kuvvetleri, dişli kuvvetleri, motordan gelen maksimum giriş torku gözönünde bulundurularak hesabedilmiştir. Elde edilen bu kuvvetler, FEA analizi için girdi olarak kullanılmış ve FEA sonuçları da yorulma analizleri için girdioluşturmuştur. Bilgisayar simulasyonlarına paralel olarak, kimyasal metalurji, çekme ve yorulma testleri alternative malzmeler için gerçekleştirilmiştir. Elde edilen malzeme dayanımları ve yorulma karakteristikleri, FEMFAT yazılımı için girdi olarak kullanılmıştır. Yorulma simülasyonu sonuçları ve transmisyondan beklenen görev süresi karşılaştırılmış ve önerilen dizayn manuel transmisyonun ilk prototipleri için üretilmiştir. Projenin başarısı, transmisyonun hem test riginde hem de saha testlerinde başarılı olmasıyla değerlendirilecektir.
Development of intrinsic connection elements to join composite and metals components for automotive applications
(Türk-Alman Üniversitesi, 2018) Adalı, Can; Coşkun, Selim; Stommel, Markus
Yirmi birinci yüzyılda hafif konstrüksiyon tasarımları farklı alanlara uygulanabilirliği, yakıt tasarrufu ve güvenli sürüş amaçları sebebiyle büyük talep görmektedir. Kompozit malzemeler yüksek birim başına dayanım kuvveti sebebiyle bir hafif malzeme olarak havacılık, otomotiv ve denizcilik sektörlerinde yaygın kullanımdadır. Kompozit parçaları diğer parçaları bağlamak için kullanılan yaygın bir bağlantı yöntemilerinden biri delik delerek cıvatalamadır. Ancak, cıvatalama kompozit malzemenin delinmesini gerektirmektedir ki bu malzemenin dayanımını ciddi ölçüde azaltır. Cıvata bölgesini güçlendirmek ve delme işlemi olmaksızın cıvata deliği oluşturma imkanı sağlayan bir yöntem kompozitin üretimi sırasında cıvata deliği bölgesine kompozitin tabakaları arasına insert yerleştirmedir. Bu tez çalışmasında bir Mercedes benz kamyon parçasının bağlantı bölgesi için üç farklı tip güçlendirme insert'ü tasarlanmıştır. Bunlar metal insert, termoplastik insert ve metal-termoplastik hibrit insert'lerdir. Buna ek olarak, dört tip düz örgü cam elyaf-epoxy kompozit numune üretilmiştir. Bunların üç tanesinin tabakaları arasında insert yerleştirilmişl, bir tanesi delinmiş ve referans olması için insert'süz bırakılmıştır. Numunelere yarı durağan yükleme koşullarında pin çekme testi uygulanmıştır. Test sonuçlarına göre tüm insert'lü kompozit numunelerin son yük taşıma kapasitelerinin arttığı gözlenmiştir (en çok %44 artış). Ek olarak, delinmemiş kompozit numunelerin delik bölgelerinin mukavemetinin referans numuneye göre %74 seviyesinde güçlendiği gözlenmiştir. Öte yandan, insert yerleştirilmiş numunelerin katmanlarında ciddi birbirinden ayrılma gözlenmiştir (3mm'ye kadar). Hepsine ek olarak, testler sonlu elemanlar analizi programı Abaqus'ta modellenmiştir. Analiz ve test sonuçları arasındaki tokluk hatası referans numune için sadece %5, metal insert'lü numune için %39.2 seviyesindedir. Ne yazık ki, elastik bölge sonrası malzeme özellikleri sonlu elemanlar analizi sonucunda iyi seviyede yakınsamamıştır.
Fatigue resistant design of an aerostat's mooring station
(Türk-Alman Üniversitesi, 2018) Sarıoğuz, Özgün; Gökçen, Mehmet Gökhan; Walther, Frank
Aerostat bir helyum balonu ve zeminde bağlı olduğu demirleme istasyonundan oluşan "havadan daha hafif" bir gözetleme ve izleme aracıdır. Yüksek irtifalarda aylarca havada durması gerektiğinden, değişen rüzgar kuvveti ve yönleri etkisinde olan dinamik yüklere maruz kalır. Balonun maruz kaldığı bu dinamik yükler doğrudan bağlı olduğu demirleme istasyonundaki metal parçalara etki ettiğinden, bu parçaların tasarımında yorulma ya da metal yorulması gözönünde bulundurulmalıdır. Bu tez çalışması kapsamında önceden tasarlanmış 14 m uzunluğundaki, ayrıca yorulma dayanımlı tasarlanmış 17 m uzunluğundaki iki aerostat demirleme istasyonu yorulma davranışları bakımından incelenmiş, yorulma dayanımlı tasarlanan demirleme istasyonu için ayrıca analitik davranış analizleri ve dinamik yük testleri yapılmış, sonuçlar değerlendirilmiştir. Karşılaştırmalar için yorulma emniyet faktörleri denilen ilgili parçanın öngörülmüş yorulma limitine göre hesaplanan faktörler kullanılmıştır. Bilgisayara dayalı analizlere göre dinamik yük aralığındaki %50 artışa rağmen, 17 m boyutlu büyük aerostat demirleme istasyonu, yorulma dayanımlı tasarımı dolayısıyla, önceki 14 m boyutlu küçük demirleme istasyonuna göre daha iyi değerler göstermiştir. Bilgisayara dayalı analizlerin genel olarak daha fazla parametre içeren ve daha kapsamlı analitik çözümlerden daha ihtiyatlı değerler verdiği ve daha ağır tasarımlara yol açtığı fark edilmiştir. 17 m demirleme istasyonu parçaları için yapılan iki dinamik yükleme testi sonucunda hiçbir yorulma vb. dayalı hasar, kırılma gözlenmemiş, dolayısıyla tasarımlar üretim için kabul edilir görülmüştür. Bu tez çalışması gelecekteki aerostat tasarım projeleri için bir temel kılavuz olarak kullanabilir olup, içeriğindeki bilgisayara dayalı ve analitik davranış analizleri aynı zamanda dinamik testlerin -daha yüksek frekanslar verebilecek test makineleri ile geliştirilerek- tasarım çalışmalarında temel alınabileceği düşünülmüştür.
Material selection for a strut bearing using finite elements analysis
(Türk-Alman Üniversitesi, 2019) Çalışkan, Enver; Stommel, Markus; Gökçen, Mehmet Gökhan
Malzeme seçimi her ürün için çok önemlidir. Günümüzde çok sayıda olası malzeme mevcuttur. Bu nedenle beklentileri karşılamak adına optimum tasarım ve optimum malzeme seçimi ürünü güvenli, konforlu ve karlı yapar. Plastikler çok geniş bir malzeme grubudur ve kullanımları özellikle plastiklerin metallerin yerine kullanılmaya başlandığı otomotiv sektöründe olmak üzere hızlı bir şekilde artmaktadır. Düşük ağırlıkları ve iyi mekanik özellikleri plastik kompozitleri farklı uygulamalar için ideal malzemeler yapmaktadır. Otomotiv sektöründeki plastik kullanımına örnek olarak süspansiyon sistemindeki plastik parçalar gösterilebilir. Süspansiyon sistemleri otomobillerde çok önemli bir role sahiptir. Güvenli ve konforlu bir sürüş sağlamaktan sorumludur. Süspansiyon sistemi yol yüzeyindeki bozukluklar sonucu oluşan titreşimleri sönümleyerek bunların yolcu kabinine aktarılmasını engelleyerek güvenli ve konforlu bir sürüş sağlar. Bu fonksiyonunu yay ve darbe sönümleyici gibi parçaların uyumlu çalışması sonucu yerine getirir. Araç türüne göre farklı süspansiyon sistemleri mevcuttur. En yaygın olarak kullanılanları çift salıncaklı süspansiyon ve MacPherson strut süspansiyonudur. Bu tez çalışması kapsamında MacPherson strut süspansiyon sisteminin parçaları olan üst yay çanağı ve üst kapak isimli parçalar için optimum plastik malzeme seçimi konusu ele alınmıştır.Tezin ana konuları olan plastikler, plastik enjeksiyon ve süspansiyon sistemleri hakkında literatür araştırmaları yapılmıştır. SolidWorks ile mekanik özellikleri etkilemeden en hafif tasarımı bulmak için farklı tasarımlar yaratılmıştır. Daha sonra gerilme, şekil değiştirme ve deformasyon gibi değerleri elde etmek için Ansys statik analiz çalışmaları yapılmıştır. Kullanılan bir diğer araç ise erimiş plastik akışını simüle etmek için kullanılan Moldflow yazılımıydı. Malzeme seçimi aşaması için olası malzemeleri bulmak için farklı malzeme kütüphaneleri araştırılmıştır. Bu malzemelerin mekanik özellikleri birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Son olarak bütün araştırma, tasarım, analiz ve simülasyon aktivitelerinin sonuçlarına göre malzeme ve tasarım seçme aktiviteleri yürütülmüştür. Seçilen malzemeler iyi mekanik özellikler sunmaktadır ve tasarım iyileştirmeleriyle birlikte daha hafif olan daha iyi bir tasarım elde edilmiştir.
Investigation of longitudinal distortion occurring in Acrylonitrile butadiene styrene copolymer (ABS) extrusion profiles
(Türk-Alman Üniversitesi, 2019) Karakaş, Sercan; Stommel, Markus; İpekoğlu, Mehmet
Bu çalışmada, akrilonitril-bütadien-stiren (ABS) ekstrüzyon profillerinin boylamsal distorsiyonu deneysel olarak incelenmiştir. Boyuna bozulma, çoğunlukla ekstrüzyon profillerinde görülen bir sorundur. Muz gibi görünen deforme kenar bantlarına neden olduğu için, bu muz sorunu olarak bilinir. Müşteriler ve dolayısıyla üretici için istenmeyen bir durum yaratır. Bu çalışmanın amacı, muhtemel sebepleri bulmak için testler yaparak ve sonuçları analiz ederek seçilen parametrelere bağlı olarak bu problemi araştırmak ve ardından problemi en aza indirmek veya önlemektir. Boylamsal distorsiyon problemiyle ilgili olabilecek genel polimer sınıflandırmaları ve ABS'nin özellikleri ayrıntılı olarak açıklandı. Ekstrüzyon işlemi ve birimleri bu soruna odaklanılarak incelendi. Deneysel çalışmalarda tüm ekstrüzyon hattı gözlendi, ardından kesme, sarma ve çekme testleri yapılarak bazı işlemler incelendi. Gözlem sırasında, muz şeklini etkileyebilecek parametrelere karar verildi. Bu parametrelerle test planları oluşturuldu ve yürütüldü, daha sonra sonuçlar deney tasarımı yardımı ile analiz edildi (DOE). Sonuçlara göre, bazı nedenler bulundu. Buna göre ekstrüzyon hattında alternatif sarım işlemi gibi bazı iyileştirmeler yapıldı. İncelenen parametrelerin boyuna bozulma üzerindeki etkileri gösterildi ve ileri çalışmalar için yorumlandı.
Development of metal-composit hybrid joint for truck fender components
(Türk-Alman Üniversitesi, 2019) Hacıoğlu, Mertcan; Stommel, Markus; İpekoğlu, Mehmet
The lightweight design is a general concern in many industries. The aim is reducing the weight without any loss of strength and durability. Fiber reinforced composite materials come forward due to their high stiffness to weight ratio in order to satisfy this aim. The necessity of using a composite material with a metal component can be arisen in certain applications and an applicable connection is required between them. Using fasteners or adhesive is commonly used method; however, it requires additional assembly process and the fasteners bring extra weight. An intrinsic hybrid joint, which is making an assembly of two different components in a production stage, is more effective in terms of process steps and cycle time. Development of a hybrid joint between two hollow components and product development are the main concerns of this thesis. The application example was chosen as a truck fender holder and a console of a truck from Mercedes-Benz. Combination of grooving or alternatively turning and injection molding was chosen as production and joining processes. Two groove types, which are ball end groove and U groove, were investigated in terms of mechanical interlocking and tensile test analyses were performed to see the effect of type and width of the groove on the mechanical interlocking. Additionally, bending analyses were conducted to design the required support for the hybrid joint from outside. Lastly, compression analyses were performed to simulate the torque applied to the fasteners to mount the console to the chassis. After finalizing the design with feedbacks from these analyses, four different analyses defined by Mercedes-Benz Turk were conducted to verify the usability of the developed product and the joint method. The result of the analyses showed that developed hybrid joint and new design are able to carry the defined load and the component, which is currently in use, can be replaced with the new design.
Numerical investigation of the effect of process parameters to optimize a superplastic forming process
(Türk-Alman Üniversitesi, 2017) Sedes, Elif; Tekkaya, A. Erman; İpekoğlu, Mehmet
Superplastic forming (SPF) is an alternative manufacturing method to produce complex shapes in one step without assembling operations which are not possible with other methods. SPF process enables to get near net shape products without surface finish operation necessities. SPF process can produce parts with nearly 1000% elongations with good mechanical properties. SPF process also reduces the weights of the products because it eliminates assembly processes. Furthermore, SPF process increases cycles of components before failure. Mentioned assets of SPF make it a very important process choice in aviation industry, in which good mechanical properties, low weights and long service lives are required. The main purpose of this thesis is to investigate process parameters of SPF process for Ti6Al4V material using finite element method (FEM) in order to obtain an optimum process which results in both good product quality and reasonable cost. For this purpose, first analysis results were compared to an experimental study to test accuracy of the used method, next the process parameters were investigated for rectangular and conical parts. Then, a tool was developed to be used in the factory for estimating process time of SPF process with given process parameters. Finally, application of SPF process is conducted for an aircraft blowout door in order to choose an optimum process for production.
Development of acoustic simulation method for brake squeal based on experiments in the test bench
(Türk-Alman Üniversitesi, 2017) Tozkoparan, Ömer Anıl; İpekoğlu, Mehmet
Brake squeal is a friction-induced high frequency (beyond 1kHz) noise problem that is observed in automotive disc brake systems. As opposed to other friction-induced noise and vibration problems, it is a dynamic instability phenomenon and usually observed at low operating speeds. In order to understand the physical system, first modal tests were performed and eigenfrequencies and modes were determined. These tests were performed by hitting the system by an impact hammer and collecting acceleration data at several locations on the system. These tests were first performed on component level, i.e. components of the brake system such as disc, pad caliper, etc. were investigated. Than, the entire brake system assembly were tested. As an outcome of these studies, the system along with its components were understood in terms of their modal properties. A computational model of the brake system were developed and its modal properties were calculated from the computational solution of the complex eigenvalue problem. These eigenvalues were compared by the experimental modal test results and the computational model were updated. After validating the computational model, it was solved for different operational parameter sets and the unstable modes were determined. In order to validate the computational model, a laboratory test bench was designed and built. On this setup, brake system was attached on a supporting structure that is in a semi-anechoic room, and the experiments were run at different operational conditions such as brake pressure, speed, etc. and squeal phenomenon was generated at the laboratory environment. Based on the experimental measurements, the computational was validated. After validating the computational model with experiments, a new idea to treat squeal problem on the brake system was developed. According to this idea, the computational model was modified and similar computational work was done to see if the solution is effective. Than, these modifications were applied to the physical system, and experimental cases were rerun on the modified system. As a result, the design idea on the brake system showed a better squeal performance.
Experimental and numerical analysis of deep drawability of aluminium alloys AA5754-H22 and AA6061-T6
(Türk-Alman Üniversitesi, 2014) Erbaş, Onur; İpekoğlu, Mehmet; Tekkaya, A. Erman
In the recent years sheet metal forming technologies are challenged by the higher fuel economy and concerns about global warming in the automotive industry. Deep drawing is one of the most commonly used sheet metal forming process in automotive industry. Lighter and safer materials are used for automotive production to reduce the weight of vehicles. Aluminium alloys, due to their low density compared to steels, are an important group of materials, in particular for light weight construction of transport vehicles. The primary purpose of this master thesis is to determine deep drawability of two different aluminium alloys. It discusses the right material to deep draw an emergency valve cup on the bus side panel. Therefore, suitable process parameters and possible cup position according to the edge of the sheet panel are chosen for required quality of the product. In order to estimate the formability of two different aluminium alloys, they are firstly characterized with tensile and Nakajima test. Then deep drawing experiment with different process parameters is carried out to produce emergency valve cup. The experimental investigation is followed by a numerical analysis which investigates deep drawing process through simulation software.
Increasing metal utilization by improved drawbead design in deep drawing operations
(Türk-Alman Üniversitesi, 2013) Mutlu, Beyhan; Tekkaya, A. Erman; Şanal, Ziya
The deep drawing process is a commonly used forming process in several branches of industry such as the automotive industry, aircraft industry and the household appliances industry. Deep drawing tools are used to produce very large numbers of identical parts. Therefore, even small inefficiencies in metal utilization per part can cause very large amounts of wasted material over a deep drawing tool's life. Drawbeads are commonly used in deep drawing processes to control the flow of the sheet metal into the die cavity. Use of drawbeads increases the amount of scrap metal in deep drawing operations. The primary motivation behind this thesis is to decrease the amount of scrap metal which is produced by the use of drawbeads, and therefore increase the metal utilization in deep drawing processes. In this thesis, two different improved drawbeads are designed to increase the metal utilization in deep drawing operations. This study focuses on the drawbead restraining force generated from the improved drawbeads. 2D and 3D simulations were carried out for the analyses. In the simulations, commercial software programs ABAQUS/Standard and AutoForm were used. An experimental setup was built for the verification of the simulations and the results obtained by numerical simulations are compared with experimental results. DC04 and DP600 steels were used for the simulations and experiments. Comparison of the experimental and simulation results showed good agreement. The results of the simulations and the experiments indicate that, for the selected operations, the conventional drawbead can be replaced by the improved drawbeads, and therefore metal utilization of the process can be increased.

Güncel Gönderiler