Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129
Browse
64 results
Search Results
Research Project Kompozit aluminyum köpük malzemesinin hazırlanması ve mekanik özelliklerinin karakterizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2001) Yılmaz, Selahattin; Güden, Mustafa; Elbir, SemihBu projede SiC tozları (SiCt), Sic viskerları (SiCv kıl kristal) ve granule Al2O3 tozları (Al2O3g) ayrı ayrı Alüminyum ile karşılaştırılarak metal matriks kompozit (MMK) köpükler hazırlanmıştır. Matriks malzemesi olarak Alüminyum seçilmiştir. TiH2 tozları şişirici ajan olarak kullanılmışlardır.MMK köpükler toz metallurji tekniği ile hazırlanmıştır. Matriks, şişirici alan (%0.5%)ve takviye malzemesi (SiCt veya SiCv veya Al2O3g) iyice karıştırıldıktan sonra, sıcak preste 450circ C ve 200 MPa basınç altında sıkıştırılmaktadır. (%99 Relative yoğunluk) Burda yarı mamül olarak tanımlayabileceğimiz tabletler elde edilmketedir. Yarı mamül matriks malzemesinin erime sıcaklığının üstünde bir sıcaklığa (750 - 850circ C) kadar ısıtılmış bir fırına konmaktadır. Bu sıcaklıklarda, TiH2 bozunması ile açığa çıkan H2 gazları metal içerisinde genleşmekte ve metalin içinde gaz hücrelerinin oluşmasını (köpükleşme) sağlamaktadır. Köpükleşen malzeme fırından çıkarılarak hızlıca soğutulmaktadır. Bu yöntem izlenerek MMK köpükler üretilmiştir. Fırın sıcaklığı ve fırında kalma süresi parametre olarak çalışılmıştır. MMK köpükler malzemeler darbe enerjisini emme için kullanılabilirler. Sonuç olarak Aluminyum köpüklerden daha yüksek enerji emme kapasitesine sahip MMK köpükler hazırlanmıştır.Research Project Çoklu alüminyum kapalı hücreli köpük dolu alüminyum ve polimerik kompozit tüplerin ezilme davranışlarının belirlenmesi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2005) Güden, Mustafa; Tanoğlu, Metin; Kavi, Halit; Yüksel, SinanBu projede alüminyum (Al) ve polisitren kapalı hücreli köpük dolu boş, ikili tüp ve çok tüplü geometrilerin ve boş kompozit, hibrid kompozit/metal ve alüminyum köpük dolu kompozit ve hibrid tüplerin statik hızlarda ezilme davranışları deneysel incelenmiştir. Al köpük dolumu ile Al tüplerde ezilme modu simetrik moda dönüşmüştür. Daha düşük plato gerilmesine sahip polisitren köpük dolumu ise karışık mod ile sonuçlanmıştır. Tüplerde oluşan deformasyon mod değişimi, köpük dolgunun tüpün kalmlılığını artırma etkisinden kaynaklanmaktadır. Köpük dolgusunun boş Al tüplere etkilere şöyle sıralanabilir: (a) ortalama yük boş tüp ve köpüğün ortalama yüklerinin toplamının üzerine çıkmakta (etkileşim etkisi) ve tüp katlanma uzunluğu azalmaktadır. Benzer sonuçlar ikili tüplerde de görülmüştür. Boş tüplere benzer olarak altıgen ve kübik paketli tüplerde köpük dolgusu deformasyon modunu elmastan simetrik deformasyona çevirmiştir. Paketlenmiş boş tüplerde ortalama ezilme yükü eşit sayıdaki boş tüplerin ezilme yüklerinin toplamından daha yüksektir. Ortalama ezilme yükündeki bu artış, tüpler arasında ve tüpler ve kalıp duvarları arasındaki sürtünme ve sınırlamaların sonucudur. Tekli Al tüplerde köpüğün güçlendirme katsayısı 1,7 bulunmuştur. Bu değer daha önce kare tüpler için belirlenen 1,8 değeri ile uyuşmaktadır. Ancak çoklu tüplerde güçlendirme etkisi tekli tüplerden daha yüksektir. İkili Al tüplerin güçlendirme etkisi çoklu tüplerle benzerdir. Dolayısıyla her iki geometride köpük dolu tüplerde güçlendirme etkisini artırmak için kullanılabilir. Köpük dolu tüplerde enerji emme boş tüp ve köpüğün enerjilerinin toplamından daha yüksektir. Ancak boş tüpün kalınlığının artırılması ile karşılaştırıldığında, köpük dolu tüplerin enerji emme miktarı kalın tüpten daha düşüktür. Bu çalışma sonucunda verimli tüp dolgusu tasarımında, güçlendirme etkisinin ve plato gerilmesinin esas alınarak uygun tüp-köpük kombinizasyonun seçiminin önemi ortaya çıkmıştır. Etkin köpük dolgusu için seçilen köpüğün yoğunluğunun kritik bir değerin üzerinde olması gerekmektedir. Çoklu paketli tüplerde köpük dolgusuyla ulaşılan spesifik enerji emme (SAE) değerleri boş tüpten daha yüksek olmamasına karşın, çoklu tüp geometrileri benzer köpük yoğunluklarmdaki köpük dolu tek tüplerden daha yüksek SAE değerlerine sahiptirler. Bu ise çoklu tüplerin deformasyonu esnasında oluşan sürtünme ve sınırlamalardan kaynaklanmaktadır.Kompozit boş tüplerde iki farklı ezilme modu gözlenmiştir: ilerleyen ezilme ve katastropik kırılma (basma bantları). İlerleyen ezilme daha yüksek ortalama yük ve SAE değerleri ile sonuçlanmıştır.Research Project Çok katmanlı malzemelerde gerilme dalga geçişi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2007) Güden, Mustafa; Taşdemirci, AlperKatmanlı malzemelerin yüksek hız deformasyon davranışı deneysel ve nümerik metotlar birlikte kullanılarak incelenmiştir. Hopkinson Basınç Bar (HBB) tekniğinin, kullanılan nümerik modelleri doğrulamak için oldukça uygun bir metot olduğu gösterilmiştir. Kompleks çok katmanlı malzemlerdeki gerilme dalgası geçişinin modellenmesinin fizibiletisi ve faydaları açıkca görülmüştür. HBB’ında varsayılan tek yönlü dalga geçişi yaklaşımının, dalga geçişinin anlaşılmasında yetersiz olduğu ve dalga geçişinin anlaşılması için nümerik ve deneysel yöntemlerin birlikte kullanılması gerektiği gösterilmiştir. Poisson oranı yüksek arayüzey malzemesinin yatay yöndeki deformasyon sınırlandırılması durumunda arka tabakaya elastik dalgaların kolay geçtiği, ancak düşük elastik modüllü bir arayüzey malzemesinin ise arka tabakaya iletilen gerilmeyi azaltığı gösterilmiştir. Projenin ikinci kısmında değişen takviye hacim oranlarına sahip SiC parçacık takviyeli Al matris metal matris kompozitlerden oluşan Fonksiyonel Dereceli Malzemeler (FDM), toz metalürjisi yöntemiyle hazırlanarak, statik ve dinamik yükler altındaki ezilme davranışları incelenmiştir. Dinamik testler basma tipi HBB testi kullanılarak 1000-3000s-1 aralığında yapılmıştır. HBB ile yapılan dinamik testler FDM’nin katmanları arasında kompleks dalga yayınımlarını göstermiştir. Numuneler yüksek hızlarda yapılan dinamik basma testlerinde özellikle, empedansı en düşük olan katmanın ara yüzeyinden kırılmıştır. Bu sonuç, %10 ve %20 SiC katmanlı kompozit malzeme sisteminin LSDYNA-3 kullanılarak yapılan sonlu elemanlar modeliyle de doğrulanmıştır. Modelleme sonucunda, dinamik basma testleri esnasında en düşük empedansa sahip katmanın daha yüksek basma gerilme-zaman geçmişine sahip olduğu görülmüştür. Kırılan numunelerin mikroskobik olarak incelenmesi, katmanlı numunelerde mekanik olarak en zayıf bağın katmanlar arasındaki ara yüzeyler olduğunu göstermiştir. Bunun tek nedeni ara yüzeylerde ince bir oksit tabakasının oluşmasıdır.Research Project Otomobil endüstrisi için mukavemeti yüksek seramik katkılı kapalı hücre alüminyum köpük metallerin geliştirilmesi(2009) Güden, Mustafa; Taşdemirci, Alper; Yüksel, Sinan; Toksoy, Ahmet Kaan; Gültürk, Elif; Karsu, Nurettin DenizFarklı seramik ve metal toz katkılarının Al toz tabletlerinde köpükleşme ve mekanik davranışlara etkileri incelenmiştir. Katkı malzemesi olarak sıvı Al ile ıslatılan Ti6Al4V ve diyatomdan elde edilen silika parçacıkları ve Al tarafından yarı ıslatılan SiC parçacıkları, SiC nano toz ve SiC viskır kullanılmıştır. Ti6Al4V parçacıklarının sıvı Al içerisinde küçük boyutlu TiAl3 intermetalik fazı oluşturması ile artan sıvı tablet viskozitesi köpüğün kararlılığını artırmakta; fakat, köpükleşmeyi azalmaktadır. Köpük kararlılığı ve köpükleşme uzaması kullanılan Ti6Al4V toz boyutu ve yüzdesi ile değişmektedir. Sıvı Al tarafında ıslatılan bir diğer toz olan diyatom SiO2 katkısında ise düşük yüzdelerde köpükleşme maksimum uzamaya kadar artmaktadır. Artan katkı yüzdelerinde ise viskozite artışı ile tabletlerin köpükleşmesi azalmaktadır. SiC katkılı tabletlerde köpükleşme, kullanılan tozların toplam yüzey alanı ile değişmektedir. Optimum parçacık toplam yüzey alanında (~100000 mm2), SiC içeren tabletlerin uzamaları katkısız tabletlere göre daha yüksektir. Küçük boyutlu tozlarda artan yüzey alanı düşük parçacık yüzdelerinin, büyük parçacık boyutlarında ise daha yüksek parçacık yüzdelerinin kullanılmasının gerekliliği gösterilmiştir. Mikroskobik çalışmalar SiC parçacıklarının çoğunlukla hücre duvar yüzeylerinde asılı, Ti6Al4V ve SiO2 parçacıklarının ise tamamen hücre duvar içlerinde yer aldığını göstermiştir. Çalışılan parçacık boyu ve yüzdelerinde SiC katkısı plato gerilmesi ve enerji emme miktarlarını sırası ile %35 ve %20 artırmaktadır. Simülasyon sonuçları kritik köpük yoğunluğunun altında ticari olarak kullanılan boş 6063 T6 Al ve çelik tüplerin köpük dolu tüplerden maliyet ve ağırlık açısından daha avantajlı olduğunu göstermiştir.Article Citation - WoS: 1Sol-Derived Hydroxyapatite Ddip-Coating of a Porous Ti6al4v Powder Compact(Al-Farabi Kazakh State National University, 2009) Altındiş, Mustafa; Güden, Mustafa; Ni, ChaoyingA sintered porous Ti6Al4V powder compact with a mean pore size of 63 µm and an average porosity of 37±1% was dip-coated at soaking times varying between 1- and 5-minute using a sol-derived calcium Hydrooxyapatite (HA) powder. The coated compacts were heat-treated at 840 °C. The coating thickness was found to increase with increasing soaking time, from 1.87 µm at 1-minute soaking to 9 µm at 5-minute soaking on the average. It was shown that at increasing soaking times, the originally open pores started to close, while at low soaking times the Ti6Al4V particles were partially coated. The coating layer was shown to be nano porous and the depth of coating was observed to be relatively shallow: only few particles near the compact surface were HA-coated.Conference Object Citation - WoS: 8Citation - Scopus: 12Mechanical Properties of Hydroxyapatite Composites Reinforced With Hydroxyapatite Whiskers(Trans Tech Publications, 2004) Şimşek, Deniz; Çiftçioğlu, Rukiye; Güden, Mustafa; Çiftçioğlu, Muhsin; Harsa, Hayriye ŞebnemSintering and mechanical behavior of pure and hydroxyapatite (HA) whisker reinforced HA composites were investigated in this work. Pure and composite samples were prepared by using a commercial powder and whiskers prepared by molten salt synthesis. The dry-pressed samples were sintered in the 800 and 1300°C range. The effect of whisker-addition on the mechanical properties of HA was investigated through compression and hardness testing. Compressive strength and fracture strain were observed to increase by the addition of whiskers.Conference Object Quasi-Static Axial Crushing Behavior of Aluminum Closed Cell Foam-Filled Multi-Packed Aluminum and Composite/Aluminum Hybrid Tubes(The European Association for Experimental Mechanics, 2007) Güden, Mustafa; Kavi, Halit; Yüksel, Sinan; Taşdemirci, AlperThe axial crushing behavior of empty and Al close-cell foam-filled Al multi-tube designs (hexagonal and square) and E-glass woven fabric polyester composite and Al hybrid tubes were investigated through quasi-static compression testing. The effects of foam filling on the deformation mode and the crushing and average crushing loads of single tubes and multi-tube designs were determined. Although foam filling increased the energy absorption in single Al tube and multi-tube designs, it was not effective in increasing the specific absorbed energy over that of the empty Al tube. However, multi-tube designs were found to be energetically more effective than single tubes at similar foam filler densities, proving a higher interaction effect in multi-tube designs. Empty composite and empty hybrid tubes crushed predominantly in progressive crushing mode, without applying any triggering mechanism. Foam filling was found to be ineffective in increasing the crushing loads of the composite tubes over the sum of the crushing loads of empty composite tube and foam. However, foam filling stabilized the composite progressive crushing mode. In empty hybrid tubes, the deformation mode of the inner Al tube was found to be a more complex form of the diamond mode of deformation of empty Al tube, leading to higher crushing load values than the sum of the crushing load values of empty composite tube and empty metal tube.Conference Object High Strain Rate Reloading Compresson Testing of a Closed-Cell Alumnum Foam(The European Association for Experimental Mechanics, 2007) Taşdemirci, Alper; Güden, Mustafa; Hall, Ian W.Aluminum (Al) closed-cell foams are materials of increasing importance because they have good energy absorption capabilities combined with good thermal and acoustic properties. They can convert much of the impact energy into plastic energy and absorb more energy than bulk metals at relatively low stresses. When used as filling materials in tubes, they increase total energy absorption over the sum of the energy absorbed by foam alone and tube alone [1]. In designing with metallic foams as energy absorbing fillers, mechanical properties are needed for strain rates corresponding to those created by impact events. Quasi-static mechanical behavior of metallic foams has been fairly extensively studied, but data concerning high strain rate mechanical behavior of these materials are, however, rather sparse [2,3]. This study was initiated, therefore, to study and model the high strain rate mechanical behavior of an Al foam produced by foaming of powder compacts and to compare it with quasi-static behavior and, hence, determine any effect on energy absorbing capacity.Conference Object Preparation and Characterization of Nanocrystalline Titania(Türk Seramik Derneği, 2001) Çağlar, Özlem; Çiftçioğlu, Muhsin; Güden, MustafaNanokristal seramikler, ileri seramiklerin gelecekteki uygulamalannda önemli etkileri olabilecek özgün kimyasal, fiziksel ve mekanik özelliklere sahiptir. Bu çalışmada, tItanyum; izopropoksit'ten titan seramikleri hazırlanması ve karakterizasyonu incelendi. Şekillendirilmiş yapılar 650-850 C aralığında hava ortamında sinterlendi. Sol-jel prosesi ve jellerin kontrollü kurutulması ile elde edilen seramiklerin yoğunluklan teorik yoğrunluğun %79-99' u olarak bulundu. Sollar, jeller ve çökertme yöntemleriyle hazırlanan tozlardan preslenen peletlerin sinterlerne işlemi öncesi ve sonrası yoğunlukları sırasıyla teorik yoğunluğun %40-52 ve %55-83' ü olarak bulundu.Conference Object Open Cell Ti6al4v Foams for Biomedical Applications(Pamukkale Üniversitesi, 2006) Hızal, Alpay; Akar, Egemen; Güden, MustafaSintered Ti6Al4V alloy foams were prepared using atomized spherical powders in the porosity range of 52-72 % using a space holder. Powder-space holder mixture was cold compacted at 200, 300,400, 500 and 700 MPa compaction pressures and then sintered at 1200 C for 2 h and 1300 C for 2, 4 and 6 h. The porosity level and mean pore sizes of the sintered foams were determined as function of the compaction pressure and sintering temperature and duration. The compression strength and deformation behavior of the foams were investigated.