Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129
Browse
7 results
Search Results
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 Patlamaya dayanıklı yarı küresel tekrarlı çekirdek malzemesi ihtiva eden sandviç yapıların geliştirilmesi ve optimizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2014) Taşdemirci, Alper; Güden, MustafaBu proje yarı küresel tekrarlı çekirdek malzemesi içeren sandviç yapıların geliştirilmesi ve bu yapıların patlama etkileri karşısındaki davranışlarının incelenmesini ve iyileştirilmesini amaçlamaktadır. Bu kapsamda deneysel ve nümerik teknikler bir arada kullanılmış ve hem deneysel tekniğin güvenilirliğinden hem de nümerik tekniğin sağladığı ek bilgilerden aynı anda faydalanılmıştır. Literatürde bir benzerine rastlanmamış olan yeni bir çekirdek malzemesinin geliştirilmesi ile üretilen sandviç yapı hem ülkemiz savunma sanayii envanterine önemli bir katkıda bulunmuş ve hem de ulusal ve uluslararası literatüre sunulmuştur. Bu proje kapsamında sandviç yapıyı oluşturacak malzemelerin statik ve yüksek şekil değiştirme hızlarındaki mekanik özellikleri tespit edilmiş ve bu tespit edilen özellikler daha sonraki adımlarda nümerik modellerde kullanılmıştır. Tasarlanan çekirdek malzemelerinin davranışları üzerine üretim yönteminin (derin çekme) etkisini de hesaba katmak amacıyla, kullanılan üretim yöntemi de modellenerek nümerik numuneler oluşturulmuş ve bunlar ileriki modelleme aşamalarında kullanılmıştır. Deney ve nümerik model sonuçları kullanılarak, sandviç yapıların ve çekirdek malzemelerinin düşük ve yüksek şekil değiştirme hızlarındaki ezilme davranışları ile bu yapıların atalet ve deformasyon hızı etkileri belirlenebilmiştir. Gerçekleştirilen patlama simülasyonları ile farklı konfigürasyon ve katman sayılarındaki sandviç yapıların patlama etkileri altındaki davranışları incelenmiş ve olumlu sonuç veren konfigürasyonlar tayin edilmiştir. Patlamaya karşı geliştirilen sandviç yapılardan beklenen en önemli özellikler koruma sağlanan yapıya iletilen kuvvetin minimize edilmesi ile birlikte enerji emiliminin maksimize edilmesidir. Bu amaçla tasarlanan konfigürasyonlar arasından en az kuvvet transfer eden ve en çok enerji emen konfigürasyonlar belirlenmiştir.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.Research Project Patlama ve balistik tehditlere karşı koruyucu çok katmanlı malzeme sistemlerinin yüksek deformasyon hızlarında mekanik ve nümerik test metotlarının geliştirilmesi ve optimizasyonu(2011) Taşdemirci, AlperBu çalışmada ana amaç çok katmanlı zırh sistemlerinde kullanılacak malzemelerin yüksek deformasyon hızlarındaki mekanik davranışlarını ve gerilme dalgası ilerleyişi karakteris tiklerini incelemek ve bu amaca uygun çeşitli mekanik ve nümerik test metotları geliştirmektir. Bu amaçla ülkemizde bir ilk olarak Hopkinson basınç barı kurulmuştur. Proje kapsamında çeşitli ara yüzey malzemelerinin zırh sistemlerinin balistik performanslarına etkisi laboratuar ve açık saha o rtamında yapılan yapılan testler ve bu testlerin nümerik simülasyonları ile incelenmiştir.Research Project Biyobenzetim tabanlı enerji yutucu zırh sistemlerinin tasarımı ve optimizasyonu(2017) Taşdemirci, Alper; Güden, MustafaProje kapsamında bir deniz kabuklusu olan balandan ilham alınarak geliştirilmiş bir yapının enerji emme karakteristikleri incelenmiştir. Bu amaçla öncelikli olarak biyobenzetim sistemin tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yapının konvansiyonel enerji yutucu geometrilere göre aynı ağırlık seviyelerinde çok daha üstün enerji emme kabiliyetine sahip olduğu tespit edilmiştir. Yapıların üretimi için derin çekme metodu tercih edilmiştir. Bu metot hem seri üretime oldukça uygundur hem de üretilen malzemelerin artık gerilme ve şekil değiştirme ihtiva etmelerinden dolayı mekanik özellikleri daha yüksek seviyelerde elde edilmektedir. Balan yapısı iki bileşenden oluşmaktadır, bunlar iç çekirdek ve dış kabuktur. Deformasyon sırasında bu iki bileşen arasında etkileşim meydana gelmekte ve yapının toplam enerji emme ve yük taşıma kapasitesi artmaktadır. Statik hızlarda bu artış % 50 seviyelerinde iken dinamik hızlarda bu artış % 150 sevilerine ulaşmaktadır. Geliştirilen sandviç yapının statik ve dinamik ezilme karakteristikleri de incelenmiştir. Ayrıca bu yapılara nümerik olarak patlama yükleri etkilerine maruz bırakılmışlardır. Bu çalışma sırasında balan yapıların diziliminin davranışa olan etkisi de incelenmiştir. Seçilmiş alternatif konfigürasyonlar (tamamı düz, tamamı ters, bir ters bir düz ve bir sıra ters bir sıra düz) arasından düz olarak dizilmiş sandviç yapının en yüksek tepe kuvvetine sahip olduğu en düşük tepe noktası kuvvetinin ise bir ters bir düz yapıda elde edildiği gösterilmiştir. Geliştirilen sandviç yapı 5 kg TNT patlayıcı yüküne 350 mm mesafeden koruma sağlamayı başarmıştır.Research Project Beton için Yeni Bir Statik ve Dinamik Mekanik Karakterizasyon Metodolojisi Geliştirilmesi(2017) Taşdemirci, Alper; Güden, Mustafa; Saatcı, SelçukGünümüze kadar beton malzemesi üzerine yapılan çalısmalarda betonun sekil degistirme hızına baglı olarak mukavemetinin degisimi konusunda bir fikir birligi olusturulamamıstır. Betonun yüksek deformasyon hızı testleri esnasında karsılasılan zorluklar nedeniyle test verilerinden elde edilen sonuçlar farklı sekillerde yorumlanmaktadır. Günümüzde Split Hopkinson Basınç Barı testi bu amaçla en yaygın olarak kullanılan test metodudur. Fakat testler esnasında numunede homojen olmayan gerilme dagılımı meydana gelme riski ve gerilme dalgasında dispersiyon egilimi vardır. Bahsi geçen problemleri asmak amacıyla proje kapsamında dinamik test düzeneklerinde bazı inovatif iyilestirmeler uygulanmıstır. Bunlar piezoelektrik kuartz kristal ve dalga sekillendirici kullanımıdır. Piezoelektrik kuartz kristaller numune çubuk ara yüzeylerine dogrudan yerlestirildigi için gerilme dalgasındaki dispersiyon etkisi minimize edilir. Böylece numunede meydana gelen gerilme tarihçesi daha yüksek hassasiyetle ve farklı noktalardan ölçülebilir. Numune içerisinde gerilme dengesinin saglanması beton gibi gevrek karakterli bir malzemede prematüre kırılma egiliminin önlenmesi açısından oldukça önemlidir. Proje kapsamındaki deneylerde gerilme dalgası sekillendiricisi kullanılarak gerilme dalgasının siddeti ve yükleme hızı kontrol edilebilmistir. Bu sayede numune içerisinde homojen bir gerilme dagılımı saglanmıs ve prematüre kırılma egilimi önlenmistir. Statik ve dinamik mekanik karakterizasyon sonuçları incelenerek beton malzemenin mekanik davranısına uygun bir malzeme modeli seçilmis ve gerekli parametreler belirlenmistir. Belirlenen parametrelerin dogrulukları farklı yükleme kosulları altında test edilmistir. Bu amaçla düsen agırlık testleri icra edilmis ve numunelerde meydana gelen hasarların ve kuvvet tarihçelerinin deneylerle olan uyumları nümerik model sonuçlarıyla tayin edilmistir. Elde edilen sonuçlar incelendiginde betonun mukavemetinde sekil degistirme hızının artısıyla birlikte bir artısın meydana geldigi tespit edilmistir. Bu artısın iki ana sebebi vardır. Bunlardan ilki yüksek hızda meydana gelen hasar esnasında olusan mikro atalet etkisidir. Ikincisi ise beton malzemenin ihtiva ettigi su ve gözenekli yapısından kaynaklanan viskoz davranısıdır. Bu ikinci etkiye malzemenin sekil degistirme hızı hassasiyeti olarak bakılabilir. Yürütülen deneysel ve nümerik çalısma sayesinde bu etkilerin bireysel olarak toplam mukavemet artısındaki etkinlikleri tespit edilebilmistir. Bu sonuç dünya literatürüne oldukça önemli bir katkıdır.Conference Object Alüminyum Oksit Uzun Fiber Destekli Mg Matris Kompozitlerin Statik ve Yüksek Hız Basma Davranışı(Pamukkale Üniversitesi, 2004) Akil, Övünç; Güden, Mustafa; Çiftçioğlu, Muhsin; Hall, Ian W.; Taşdemirci, AlperBu çalışmada uzun alüminyum oksit (FP™) fiber destekli magnezyum matris kompozitlerin enine basma davranışının deformasyon hızına bağlı değişimi araştırılmıştır. Silindirik numuneler fiber doğrultusuna dik yönde değişik uzama oranlarında Split Hopkinson basınç çubuğu ve statik mekanik test cihazı kullanılarak test edilmiş uzama-gerilme ilişkileri incelenmiştir. Bunun yanında optik mikroskop ve SEM kullanılarak kırılma mekaniği belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışma sonucunda malzemenin enine basma mukavemetinin deformasyon hızı ile arttığı tespit edilmiş olup mikro-yapı incelemesinde deformasyonun ikizlenme ve kayma ile gerçekleştiği belirlenmiştir.