Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129
Browse
13 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 Biyobenzetilmis nano yüzey yapıları kullanarak ıslanma ve akış kontrolü(2020) Barışık, MuratProjemizin amacı nano-ölçek yüzey yapılandırmanın yüzey ıslanmasına, akısa ve ısı transferine olan etkilerinin incelenmesidir. Bu nano-ölçek mekanizmaları moleküler dinamik yöntemi ile simüle ettik. Silika-su arasındaki gerekli parametreleri quantum hesapları ile bulduk. Standart yogunluk-fonksiyonları kabüllerinin hesaplayamadıgı fakat dispersive vander- Waals kuvvetlerinin dogru bulunması için gerekli uzun erimli elektron etkilesimlerini DFTD3 grubundan Becke-Johnson modeliyle hesapladık. Devamında silikon yüzeylerin kristal yapısı ve amorf özelliklerine göre ıslanmasındaki degisimini karakterize ettik. Farklı katı yüzey molekül yogunluklarında farklı silikon kristal yapıları seçerken, benzer yüzey molekül yogunlugu aralıgında amorf silikon yapılarını farklı sok sogutmalar yaparak elde ettik. Katı moleküler dizilimlerin ıslanmaya etkisini karakterize ettik. Devamında silika yüzeylerin ıslanmasını inceledik. ?-kristobalit formunun, amorf-silika özelliklerine benzerligi dogrultusunda seçtik. Farklı yüzey yapıları olusturarak ıslanmada olusan degisimi inceledik. Mevcut Cassie-Baxter ve Wenzel ıslatma modellerinin, bu nano-ölçek ıslatma mekanizmalarını tahmin edemedigini gösterdik. Islanma açısının yüzey yapısının geometrik özellikleri ile degisimini karakterize ettik. Devamında yüzey yapılarının neden oldugu çivilenme/takılma etkilerinin literatürde ilk defa detaylı karakterize ettik. Temas çizgisi çıkıntıya takılmıs bir damlacıgın ıslatma açısı damlacık hacminin büyümesi/küçülmesi ile dogrusal oranda artıp/azaldıgını ve bu davranısın boyutlardan ve yüzey ıslatma özelliklerinden bagımsız olarak yüzey yapısının ve damlacıgın büyüklüklerinin oranı cinsinden olustugunu gösterdik. Devamında çalısdıgımız degisik yapılara sahip yüzeylerden nano-kanallar olusturduk. Bu kanallarda basınçla sürülen akısların hız profillerini ve arayüzlerinde olusan kayma hızlarını ölçtük. Yüzey yapılarının ıslanma açısını arttırarak yüzeyi hydrophobik yapmasına ragmen beklenenin aksine kayma hızını azalttıgını bulduk. Mevcut literatürde ıslanma açısının artmasıyla kayma uzunlugu artısını açıklayan modellerin düz olmayan yüzeylerde geçerli olmadıgını gösterdik. Devamında aynı kanal setinde duvardan duvara tek yönde iletim ile ısı transferi çalıstık. Sıcaklık profillerinden arayüz ısıl direnci nedeniyle olusan sıcaklık atlamalarını Kapitza uzunlugu cinsinden ölçtük. Kapitzanın da artan ıslanma açısına karsın azaldıgını gösterdik. Sonuçta ıslanma açısını, kayma hızını ve Kapitza uzunlugunu yüzey yapısının hacmi, yüksekligi ve genisligi cinsinden karakterize ettik. Ihtiyaç duyulan ıslanma, akıs yada ısı transferi yüzey yapılarıyla ayarlanabilir.Article Stab and Ballistic Performances of Aramid Fabrics Impregnated With Silica Based Shear Thickening Fluids(Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, 2021) Çolpankan Güneş, Oylum; Yıldız, Sema; Güneş, Mehmet Deniz; Şenel, Fikret; Tanoğlu, MetinThis study focuses on the production of aramid fabric with improved stab and ballistic resistances treated with shear thickening fluids (STFs). The STFs were prepared by homogenization of various amount of silica particles within the PEG and ethyl alcohol, drying, and grinding steps. The rheological measurements showed that the addition of silica nanoparticles into the PEG, shear thickening behavior was enhanced. As silica concentration increased, the interparticle forces increased and so the friction between particles greatly increased, causing an enhanced shear- thickening property. Quasi-static and dynamic stab resistance tests showed that increasing shear thickening response corresponded to increased stab performance in the STF/aramid targets as compared to untreated aramid fabric. Ballistic test results showed that there was an increment in the ballistic resistance between untreated fabric and STF/aramid composites. It was also found that the flexibility of STF/aramid targets did not decrease significantly compared to the untreated aramid fabricArticle Kardan Mili Üzerinden Tork Ölçme Sistemi Tasarımı ve Üretimi(Balıkesir Üniversitesi, 2021) Tarakçı, Sedat; Aldemir, Oğuzhan; Işık, Efe; Özdemir, SerhanKardan milleri motordan aldığı torku ve dönme hareketini akslar üzerinden arka tekerleklere ileten bir aktarma elemanıdır. Yüksek tork taşıma gereklilikleri nedeniyle alt parça tasarımları bu beklentilere uygun olarak gerçekleştirilmektedir. Taşıması beklenen tork kapasiteleri aracın motor torku, aracın kullanım yeri, şanzıman tipi gibi birçok faktöre bağlı olarak analitik bir yaklaşımla belirlenmektedir. Kardan milinin gerçek kullanım koşullarında karşılaması gereken tork seviyeleri ise ancak test ortamında kardan mili üzerinden gerinim verisinin toplanmasıyla ortaya çıkabilmektedir. Ticari olarak ulaşılabilen ölçüm sistemleri, kardan mili üzerinde ortaya çıkan torku ölçebilmemizi sağlasa da, bu sistemlerin yüksek maliyetleri ve saha koşullarında çalışmaya ve enstrümantasyona uygun olmamaları sahada bu ürünlerin kullanımını zorlaştırmaktadır. Belirli test rotalarında ve belli senaryoların koşturulmasında bu sistemlerin kullanıldığı görülmektedir. Bu çalışmada, kardan mili üzerinden tork ölçümü gerçekleştirebilecek bir sistemin tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Böylece kardan miline entegre şekilde sahada koşabilecek ve anlık olarak ölçüm gerçekleştirebilecek düşük maliyetli bir ölçüm sistemi geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında sistemin ölçüm doğruluğu belirlemek amacıyla ürünün fonksiyonel limitlerine uygun değerler için statik torsiyon testleri gerçekleştirilmiştir. Test cihazı ve ölçüm sistemi tekrarlayan testlerle karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar sonucunda ölçüm sisteminden okunan tork değerlerinin test cihazından uygulanan değerlerle maksimum %5’lik bir hata payı içinde uyumlu olduğu görülmüştür.Article An Experimental and Comparative Study of the Self-Loosening of Bolted-Joints Under Cyclic Transverse Loading(Sakarya University, 2021) İnce, U.; Güden, M.The capabilities of analytic models in predicting the experimental critical displacements of the self-loosening of bolted-joints were investigated experimentally and numerically. The experimental loosening rates were determined in a Junker test bench at a constant transverse displacement amplitude (0.45 mm) and under varying initial clamp force and clamp length and controlled bearing and thread friction coefficients. The analytic critical displacements were then calculated using experimental parameters. In addition, a three-dimensional accompanying finite element (FE) model was developed in order to calculate the ratio of spring constants engaging the thread to spring. The results showed relatively low capabilities of present analytic model in the prediction of the critical displacements of the self-loosening of bolted-joints. The efforts to modify the nut reaction moment and the inclination compliance of bolt head portion in the investigated equations however resulted moderate increase in the appropriate predictions. On the other side, the use of the reaction moment determined by FE model increased the appropriate prediction from 58.3 to 73.4%. The accuracy of the equations was further increased by the use of an appropriate kw value, but the increase in this case was only ~4%. © 2021, Sakarya University. All rights reserved.Article Non-Equilibrium Molecular Dynamics for Calculating the Thermal Conductivity of Graphene-Coated Aluminum(2020) Toprak, Kasım; Yılmaz, Ahmet BerkNon-equilibrium Molecular Dynamics (NEMD) simulations have been created in C++ using Message Passing Interface (MPI) library to calculate the phonon thermal conductivity of bare graphene, aluminum, and graphene-coated aluminum. This study focuses on how graphene can alter the thermal conductivity of graphene-coated aluminum. The effect of length, graphene, and the number of graphene layers are analyzed. Even though electrons are dominant on thermal conductivity of aluminum, the effect of graphene coating can be seen in the results. The results show that the thermal conductivity of aluminum increases by up to 149% by graphene coating. When the number of layers increases to two layers, the thermal conductivity increases by up to 261%. Moreover, the results increase with the length of all models.