Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129
Browse
43 results
Search Results
Article Ağır Ticari Araçlarda Kullanılan Bir Volanın Parametrik Optimizasyon Yöntemiyle Tasarımının İyileştirilmesi(2022) Sırmalılar, Mehmet Yalçın; Haktanır, Murat; Saklakoğlu, Nurşen; Eş, CanerOtomotiv endüstrisinde rekabetçi olabilmenin anahtarı ürün geliştirmenin ilk aşamalarında üretim maliyetini ve ürün performansını düşünerek daha iyi yapısal tasarımlar elde etmektir. Son yıllarda sonlu eleman analizindeki gelişmeler daha güvenli ve daha ucuz tasarımların oluşturulmasını sağlamış ve bu yeteneği kazanan firmalar önemli avantajlar elde etmiştir. Bu çalışmada Dönmez Debriyaj firmasında seri üretimi yapılan bir volanın malzeme maliyetini azaltmak üzere boyut optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bilgisayar destekli sonlu elemanlar yöntemi ile volanın çalışma koşulları simüle edilmiş, parametrik optimizasyon yöntemi ile volan için istenen mekanik özellikleri sağlamanın yanı sıra maliyeti en düşük tutacak şekilde optimizasyon yapılmıştır. Bu çalışma sonunda volan ağırlığı 27,956 kg’dan 26,019 kg’a düşürülerek, toplam volan ağırlığından %6,93 azaltma sağlanmıştır ve ilgili volan, analizlerden elde edilen sonuçlar doğrultusunda talaşlı üretim ile revize edilerek üretilmiş ve araç testine tabi tutulmuştur. Bu test sonucunda hiçbir hasarla karşılaşılmamıştır.Article Yüksek Derecede Kurum Üreten 2b Gazyağı/hava Difüzyon Alevleri Üzerinde Diferansiyel Yayılımın ve Basıncın Etkileri(Gazi Üniversitesi, 2024) Korucu, Ayşe; Miller, RichardBu çalısmada, dört farklı ortam basıncında kurum, oluşum ve yıkım süreçlerini incelemek amacıyla, yoğun kurum üreten Gazyağı/Hava alevleri, gerçek gaz (GG) ve ideal gaz (İG) hal denklemleri ve Lewis (Le) sayısının bir olarak kabul edildiği modeller ele alınmıştır. Yarı-genel kurum oluşum ve yıkım modelini içeren indirgenmiş Gazyağı/Hava mekanizması (29-adım, 10 çeşit gaz) 2 boyutlu (2B) Direk Sayısal Simülasyon (DNS) verilerini oluşturmak için MPI FORTRAN ile kodu yazılmış bir program kullanılmıştır. Le sayısının bire eşit kabul edildiği alev tahminlerinin, Le sayısının bire eşit olmadığı (genelleştirilmiş difüzyon) durumların sayısal sonuçlarından elde edilen alev yapısı ve kurum özelliklerinin istatiksel olarak benzerlik sağlayıp sağlamadığı araştırılmıştır. Bu bağlamda yapılan çalışmanın sonucunda, ortam basınçları 1, 5, 10 ve 35 atm olan Le sayısının bir olarak kabul edildiği GGLE ve İGLE modelleri ile üretilmiş 2B DNS alev tahminlerinin kurum özelliklerinin ve alev yapılarının yanlış hesaplanmasına yol açtığı belirlenmiştir.Review Citation - WoS: 13Citation - Scopus: 13A Review on Battery Thermal Management Strategies in Lithium-Ion and Post-Lithium Batteries for Electric Vehicles(Yıldız Technical University, 2023) Güngör, Şahin; Göçmen, Sinan; Çetkin, ErdalElectrification on transportation and electricity generation via renewable sources play a vital role to diminish the effects of energy usage on the environment. Transition from the conven- tional fuels to renewables for transportation and electricity generation demands the storage of electricity in great capacities with desired power densities and relatively high C-rate values. Yet, thermal and electrical characteristics vary greatly depending on the chemistry and struc- ture of battery cells. At this point, lithium-ion (Li-ion) batteries are more suitable in most applications due to their superiorities such as long lifetime, high recyclability, and capacities. However, exothermic electrochemical reactions yield temperature to increase suddenly which affects the degradation in cells, ageing, and electrochemical reaction kinetics. Therefore, strict temperature control increases battery lifetime and eliminates undesired situations such as lay- er degradation and thermal runaway. In the literature, there are many distinct battery thermal management strategies to effectively control battery cell temperatures. These strategies vary based on the geometrical form, size, capacity, and chemistry of the battery cells. Here, we focus on proposed battery thermal management strategies and current applications in the electric vehicle (EV) industry. In this review, various battery thermal management strategies are doc- umented and compared in detail with respect to geometry, thermal uniformity, coolant type and heat transfer methodology for Li-ion and post-lithium batteries.Article Gemi Sevk Gücü ve Isı Transferinin Yapısal Gelişim Teorisi ile İlişkisi(TMMOB Gemi Mühendisleri Odası, 2022) Güneş, Ümit; Çetkin, Erdal; Şahin, BahriYapısal Gelişim Teorisi 1996 yılında literatüre kazandırılmış olup tabiattaki ve mühendislikteki tasarım prensiplerini açıklar. Teori, yeryüzündeki akış sistemlerini bütüncül bir şekilde ele alır. Akışın (hareketin) olmadığı yerde çoğu zaman canlılıktan bahsetmemiz dahi mümkün olmamaktadır. Akış sistemlerinin çözümünde anahtar davranış biçimi bu sistemlerin minimum dirençli yol ile hareketini sürdürmesidir. Belli bir zaman dilimi için minimum direnç ile hareket eden sistem zaman geçtikçe kendine yeni yollar (kanallar) bulmakta ya da bazı yolları hiç kullanmayarak yönünü değiştirmektedir. Yapısal Gelişim Teorisi ise hayati öneme sahip olan akış sistemlerinin fiziksel arka planını ortaya koymaktadır. Bu makalede özellikle mühendislik çözümlerinin başında gelen akış sistemlerinin yapısı (gemilerde kurulu ana makine gücü ve ısı transferi örnekleri özelinde) ve Yapısal Gelişim Teorisi’ne göre ilişkisi araştırılmıştır. Bunun için 1085 adet petrol tankeri için DWT ile bu tankerler için gerekli olan güç ilişkisi nonlineer regresyon ile analiz edilmiştir. Sonuç olarak gemilerdeki genel gelişimin ve ısı transferinin yapısal gelişim prensiplerine uygun şekilde gerçekleştiği gösterilmiştir.Article Citation - WoS: 3Boşluk İletim Tabakasız ve Esnek Organo Kurşun İyodür Perovskit Güneş Hücresinin Çevresel Etki Değerlendirmesi(Gazi Üniversitesi, 2022) Sarıaltın, HüseyinPerovskit güneş pilleri (PSC) esneklik ve düşük maliyetli rulodan ruloya üretim gibi avantajlarla birlikte son zamanlarda güç dönüşüm verimliliğinde de önemli bir ilerleme kat etmiştir. PSC'lerin ticarileştirilmesinden önce çevresel performansının yaşam döngüsü değerlendirme (LCA) yöntemi ile araştırılması önemlidir. Bu çalışmada, literatür verilerinden istifade edilerek, esnek Polietilen tereftalat (PET) alt tabaka ve boşluk iletim katmanı (HTL) eliminasyonunu içeren çözelti bazlı organo-kurşun iyodür perovskit güneş hücresinin beşikten kapıya yaşam döngüsü analizi (LCA) gerçekleştirilmiştir. 1 m2 hücre alanı üretiminden kaynaklanan çevresel etkiler altı Uluslararası Referans Yaşam Döngüsü Veri Sistemi (ILCD) kategorisinde belirlenmiştir. Analizin sonucunda, en fazla etki değerinin yüksek elektrik enerjisi tüketimine sahip vakum biriktirme işlemi gereksinimine sahip olan alüminyum metal elektrot tabakasının imalatından kaynaklandığı bulunmuştur. Ticari fotovoltaik teknolojilerle karşılaştırma yapabilmek için en yaygın kullanılan çevresel göstergelerden birisi olan küresel ısınma potansiyeli (GWP), birim kWh elektrik üretimi için hesaplanmıştır. Buna göre, bu çalışmada incelenen HTL'siz esnek (HFF) PSC'nin ticari PV'lerle rekabetçi GWP değerine ulaşmak için 15-20 yıl cihaz ömrüne ihtiyacı olduğu bulunmuştur.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 Çapraz-kama haddeleme prosesinin teknik özelliklerinin Türk ve Belarus endüstrileri için detaylandırılması(2010) Güden, Mustafa; Yardımoğlu, Bülent; Çakırcalı, Metin; Kılıçaslan, CenkÇapraz kama haddeleme (ÇKH) üzerine son yıllarda yoğun deneysel ve modelleme çalışmaları yapılmaktadır. Çalışılan bu proje, ÇKH üzerine yapılan çalışmaların ötesinde daha detaylı deneysel ve modelleme çalışmalarını kapsamasının yanında, modellemede kullanılan malzeme özelliklerinin yüksek deformasyon hızlarında ve yüksek sıcaklıklarda belirlenmesini ve dolayısıyla daha hassas modelleme sonuçlarının elde edilmesini hedeflemiştir. Proje kapsamında, AISI 1045 çeliği ve Ti6Al4V alaşımı iş parçalarının ÇKH işlemi üzerindeki şekillendirme açısı, genişletme açısı, alan indirgemesi ve sürtünme katsayısı parametrelerinin etkileri ısıl-mekanik model analiziyle nümerik olarak araştırılmıştır. Yapılan nümerik analizler deneysel olarak ölçülen kalıp kuvvetleri ile doğrulanmıştır. Oda sıcaklığında gerçekleştirilen ÇKH işleminde, başlangıçta sürtünme katsayısı düşük olsa bile deformasyon esnasında oluşan ısınmadan dolayı yükselmektedir. Simülasyonlarda sürtünme katsayısı deneysel olarak belirlenen ortalama değer olan 0,5 alınmıştır. Ti6Al4V için belirlenen malzeme ve hasar modelleri Split Hopkinson Basınç Bar test sisteminde çentikli numunelere yapılan testlerle doğrulanmıştır. İş parçasının düşük ve yüksek sıcaklıklarda ÇKH işleminde, sıcaklığın, efektif gerinimin, efektif gerilmenin, maksimum asal gerilmenin, ortalama gerilmenin, üç eksenli gerilme parametresinin ve efektif gerinim hızının zamanla değişimi ısıl-mekanik analizlerle belirlenmiştir. Analizler, iş parçası üzerindeki sıcaklığın işlem sırasında homojen dağılmadığı göstermiştir. Düşük sıcaklıkta yapılan ÇKH işleminde iş parçası sıcaklığı artarken yüksek sıcaklıkta yapılan işlemde iş parçası sıcaklığı düşmektedir. Analizler, çalışılan proses parametre aralığında alan indirgemesinin ve genişletme açısının kalıp kuvvetleri, gerinim ve gerilmeler üzerinde en etkin işlem parametreleri olduğunu göstermiştir. Her iki parametrenin artışı ile kalıp kuvvetleri artmaktadır. Daha önce deneysel olarak gözlenen iş parçasının orta kesitinde oluşan çapraz kırılma simülasyonlarla doğrulanmıştır. İş parçası mikro yapısının ilk işlem sıcaklığı tarafından etkilendiği gösterilmiştir. İlk kez ÇKH prosesi uygulanan Ti6Al4V alaşımı için seçilen bir sıcaklıkta alan indirgemesi ve genişletme açılarına bağlı kırılma indeksi çıkartılmıştır.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 Mekanik titreşimlerin meme kanseri hücrelerinin davranışlarına etkisi(2015) Özçivici, Engin; Yalçın Özuysal, ÖzdenHer geçen gün artan epidemiyolojik bulgular fiziksel egzersizin kanser üzerinde, özellikle meme, prostat ve kolon kanserlerinde önleyici bir etkisi olduğunu ortaya koymaktadır. Varolan bulgulara rağmen kanser ve fiziksel egzersiz arasındaki etkileşimin biyolojik mekanizması hücre kültürü ve hayvan deneyleriyle ortaya çıkarılamamıştır. Tıbbi literatür egzersizin kanser üzerindeki önleyici etkisini sistemler bazında oluşan bağışıklık, metabolik aktivite, dolaşımdaki hormonlar ve vücuttaki yağ oranları ile açıklamaya çalışmaktadır. Buna rağmen, mekanik kuvvetlerin sağlıklı hücreler üzerindeki düzenleyici etkisi düşünüldüğünde bu etkilerin kanserli hücreler üzerinde de etkin olabileceğinden şüphelenilmektedir. Mekanik kuvvetleri kanser hücrelerinin üreme ve organizasyon özelliklerini kontrol etmek için kullanma düşüncesi alternatifleri göz önüne alındığında (örneğin kemoterapi, ışın tedavisi) yan etkilerinin yokluğu ve sinyallerin doğallığı sebebiyle oldukça avantajlıdır. Bu konuda yeterli bilimsel çalışma olmamakla beraber aynı zamanda kanser dokusu (tümör) mikroçevresi düşünüldüğünde bazı engeller ortaya çıkmaktadır. Tümörde hücre dışı matrisi sağlıklı dokulara göre daha sertken, kanser hücreleri bozulan altyapısal özellikleri sebebiyle sağlıklı hücrelere göre çok daha yumuşaktır. Bu yüzden tümör dokularında oluşan kuvvetler “stress shielding” adı verilen prensip sebebiyle hücreleri değil daha sert olan hücre dışı matrisin yüklenmesini sağlarlar. Önerilen projede bu durumun önüne geçilmek için kanser hücreleri matriste oluşan kuvvetlerden bağımsız ve Newton prensipleriyle, yani ivmelenen kütlede oluşan kuvvetler sayesinde yüklenmeye maruz bırakılacaktır.Research Project Farklı Kinematik Modellere Sahip Ana ve Bağımlı Robotları Olan Telerobotik Sistemin Geliştirilmesi: Teori ve Uygulamaları(2015) Tatlıcıoğlu, Enver; Zergeroǧlu, Erkan; Dede, Mehmet İsmet CanProje kapsamında farklı kinematik modellere sahip ana ve bağımlı robotları olan telerobotik sistemler için denetleyicilerin tasarlanması ve İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü ve Gebze Teknik Üniversitesi (eski adı Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü) arasında gerçekleştirilecek deneyler ile gerçeklenmesi hedeflenmiştir. Proje kapsamında robot kolları için görev uzayı ve eklem uzayı denetleyicileri tasarlanmıştır. Tasarlanan denetleyiciler kinematik ve/veya dinamik model belirsizlikleri ile mücadele ederken aynı zamanda da eklem hızlarının ölçümlerinin eksikliği hız gözlemcileri giderilmiştir. Kararlılık analizleri Lyaunov tarzı yöntemler kullanılarak gösterilmiştir. Tasarlanan denetleyicilerin başarımları benzetim çalışmaları ve deneylerle gösterilmiştir. Ardından telerobotik çalışmalarına geçilmiştir. Telerobotik sistemlerin görev uzayında denetlenmesini sağlayan iki denetleyici tasarlanmış ve başarımları benzetimlerle gösterilmiştir. Daha sonra model aracılı denetim ve doğrudan teleoperasyon yöntemleri farklı kinematik modellere sahip ana ve bağımlı robotlardan oluşan telerobotik sistemler için deneysel olarak kıyaslanmıştır. Son olarak İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü ile Gebze Teknik Üniversitesi arasında internet ağı üzerinden farklı serbestlik derecelerine ve farklı kinematik modellere sahip robotlar arasında teleoperasyon deneyleri başarıyla yapılmıştır.