Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/3008
Browse
Search Results
Master Thesis Seri-Elastik-Eyleyicili Bir Ameliyat Robotunun Kontrolcü Tasarımı(2025) Özkurt, Batuhan; Dede, Mehmet İsmet CanMekanik esneklik özelliği sayesinde darbeye karşı dayanımı arttırabilen, enerjinin güvenli bir biçimde depolanıp salınmasına imkan tanıyan, stabil kuvvet kontrolünü destekleyen ve çevresel zararı düşüren seri elastik eyleyiciler, insan-robot etkileşimi uygulamalarında sıklıkla kullanılmaktadır. Fakat onu kendiliğinden güvenli kılan bu özellikleri aynı zamanda bazı durumlarda çevre için bir riske de dönüştürebilir. Özellikle, ani temas kaybı elastik elemanda depolanan enerjinin serbest kalmasına ve serbest salınımların uyarılmasına yol açabilir. Bu tezde hedef, temas kaybından dolayı oluşan salınımların hızla sönümlenmesi ve sistemin temas kaybından önceki konumuna tekrar edilebilir bir biçimde geri getirilmesidir. Bu amaçla, viskoz sürtünmeli, iki ataletli spiral yaylı model tek serbestlik dereceli bir deney düzeneğinde kurulmuş ve konum hatasına integral etkisi eklenmiş bir Doğrusal Kuadratik Düzenleyici denetleyiciyle kontrol edilmiştir. Temas kaybı senaryosu bir servo fren ile simüle edilmiştir. Deneyler ve simülasyonlar denetleyicinin performansını doğrulamaktadır. Simülasyonlar Doğrusal Kuadratik Düzenleyici ağırlık matris seçimindeki avantajları ve dezavantajları göstermekte, kurulan deney düzeneğinde farklı başlangıç yay sapmalarında gerçekleştirilen ani temas kaybı deneyleri ise önerilen denetleyicinin performansını karşılaştırmalı olarak incelemektedir. Sonuçlar model tabanlı bir denetleyicinin temas kaybı sonrasında tekrarlanabilir bir biçimde salınımları sönümleyip sistemi eski pozisyonuna geri götürebildiğini göstermektedir.Master Thesis Lazer Toz Yataklı Füzyon Yöntemiyle Üretilen Ti-6Al-4V Alaşımının Süreç Parametrelerinin Stokastik Arama Yöntemleri Kullanılarak Optimizasyonu(2025) Aktunalı, Mehmet; Artem, Hatice SeçilEklemeli imalat, karmaşık geometrilerin yüksek hassasiyetle üretilebilmesine olanak sağlaması nedeniyle çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılan bir üretim yöntemi haline gelmiştir. Ti-6Al-4V alaşımı, üstün mekanik özellikleri ve iyi biyouyumluluğu sayesinde eklemeli imalat uygulamalarında oldukça tercih edilmektedir. Eklemeli imalat ile üretilen Ti-6Al-4V bileşenlerin mekanik, fiziksel ve yüzey özellikleri; lazer gücü (P) ve tarama hızı (V) gibi proses parametrelerinden önemli ölçüde etkilenmektedir. Bu çalışma, yüksek Vickers sertliği, düşük Arşimet porozitesi ve düşük yüzey pürüzlülüğü elde etmek amacıyla, Ti-6Al-4V alaşımının Laser Powder Bed Fusion (LPBF) yöntemiyle üretiminde P ve V parametrelerinin optimizasyonunu incelemektedir. Literatürde mevcut olan deneysel veriler kullanılarak, proses-çıktı ilişkileri, regresyon analizi ile yapay sinir ağı yöntemlerinin güçlü yönlerini bir araya getiren hibrit bir modelleme yöntemi olan nöro-regresyon yaklaşımı ile modellenmiştir. LPBF yöntemiyle üretilen Ti-6Al-4V alaşımında yüksek sertlik, düşük porozite ve kontrollü yüzey pürüzlülüğü elde etmek amacıyla farklı P ve V proses parametre koşulları için çeşitli optimizasyon senaryoları tasarlanmıştır. Bu senaryolar, 'Wolfram Mathematica 13' programında yer alan 'NMaximize' ve 'NMinimize' araçları kullanılarak, Differential Evolution, Nelder-Mead, Simulated Annealing ve Random Search gibi farklı stokastik optimizasyon algoritmaları ile optimize edilmiştir. Elde edilen optimizasyon sonuçları literatür ile karşılaştırıldığında, kullanılan modelleme ve optimizasyon yöntemlerinin güvenilirliğini ve uygulanabilirliğini göstermektedir ve çalışma, biyomedikal ve havacılık uygulamalarında yüksek performanslı parça üretimine katkıda bulunma potansiyeline sahiptir.Master Thesis Filament Sarma Teknolojisine Dayalı Grafen Takviyeli Yüksek Basınçlı Kompozit Kapların Geliştirilmesi ve Üretimi(2025) Ulaşlı, Muhammed Erdal; Tanoğlu, MetinBu çalışmada, hidrojen gibi yüksek basınçlı gazların güvenli bir şekilde depolanması için karbon fiber takviyeli kompozit basınç kapları (COPV'ler) üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Amaç, epoksi reçine matrisine grafen nanoplakacıkları dahil ederek COPV'nin mekanik özelliklerini iyileştirmektir. Ağırlıkça %1, %2 ve %3 grafen içeren epoksi/grafen karışımları, asetonsuz ve aseton dispersiyon yöntemleri kullanılarak, bir sonikatör ve ultrasonik prob ile homojenlik sağlanarak hazırlandı. Bu karışımlardan kompozit laminantlar üretildi ve çekme, basma, ILSS ve DMA özellikleri açısından test edildi. Mikro yapısal değerlendirme için SEM analizi de yapıldı. Sonuçlar, aseton yöntemi kullanılarak ağırlıkça %2 grafen içeren epoksi karışımlarının en iyi mekanik performansı gösterdiğini gösterdi. Bu optimize edilmiş reçineler kullanılarak, filament sarma yöntemi ile Tip IV COPV'ler üretildi. Dört tank (iki adet 3 litre ve iki adet 8 litre) üretilmiş ve gerilim-gerinim davranışını kaydeden gerinim ölçerler kullanılarak patlama testlerine tabi tutulmuştur. 3 litre grafensiz tanklar 1050 ve 1250 bar'da patlarken, 8 litre grafensiz tank 1375 bar'da patlamıştır. Grafenle güçlendirilmiş 8 litre tank 1350 bar'a kadar patlamadan dayanmıştır; ancak arıza boss bağlantısında meydana gelmiştir. Bu bulgular, grafen takviyesinin reçine ve kompozit mekanik özelliklerini etkili bir şekilde geliştirerek COPV patlama direncini artırdığını göstermektedir. Boss tasarımı nihai basınç direncini sınırlasa da grafenin dahil edilmesi kompozit katmanların yapısal performansını önemli ölçüde iyileştirerek yüksek basınçlı hidrojen depolama uygulamaları için umut verici bir yaklaşım haline getirmiştir.Master Thesis Hidrojen Depolama için Grafen Nanoplateletler ile Güçlendirilmiş Yüksek Basınçlı Tip-IV Kompozit Basınçlı Kapların Sonlu Elemanlar Analizi Kullanılarak Tasarımı, Simülasyonu ve Optimizasyonu(2025) Özcan, Onur; Tanoğlu, MetinFosil yakıtların sınırlı kaynak olması ve kullanımlarından kaynaklanan çevresel kirlilik, hidrojen gibi temiz enerji kaynaklarının araştırılmasını hızlandırmıştır. Hidrojeni verimli bir yakıt olarak kullanabilmek için, hafif ve yüksek basınçlı depolama tankları gereklidir. Tip-IV kompozit sarılı basınçlı kaplar (COPV) bu alanda öne çıkmaktadır; bu tasarım metal içermediği için yüksek dayanım/ağırlık oranına sahiptir. Bu tez çalışmasında, Tip-IV COPV'lerin yüksek basınçta hidrojen depolama için tasarımı hedeflenmiş ve kompozit matrisine farklı oranlarda grafen nanoplatelet (GnP) takviyesi yapılmış ve etkileri araştırılmıştır. Kompozit numuneler filament sarma yöntemiyle üretilmiş ve mekanik özellikleri çekme, basma, V-çentik kayma ve ara yüzey kayma (ILSS) testleri ile incelenmiştir. Deneysel sonuçlar, %2 ağırlıkça GnP katkısının epoksiye göre çekme dayanımını yaklaşık %9 ve elastik modülü %15 oranında artırdığını göstermiştir. Elde edilen malzeme özellikleri doğrultusunda, netting teorisi, Clairaut denklemi gibi analitik hesaplamalar ile belirlenen katman sayıları kullanılarak ANSYS ortamında 3B sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Hoop/helisel oranları senaryoları simüle edilerek, teorik hesapları da onaylayacak şekilde en uygun katman düzeni belirlenmiştir.Master Thesis Hidrojen Zenginleştirilmesinin Benzinli Motorlar Üzerindeki Etkilerinin Sayısal Analizi(2025) Arslan, Rasim; Toprak, KasımANSYS Fluent 2024 R1'de dört zamanlı kıvılcım ateşlemeli bir motorun iki boyutlu bir kesitine entegre bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ve kimyasal kinetik çerçevesi uygulanarak, 2000 dakikadaki devir sayısında (rpm) 360o –1080o krank açısı (KA) döngüsü boyunca silindir içi yanma ve emisyonlar üzerinde hidrojen zenginleştirmesinin (%0, %5, %10, %20, %30 hacimce) silindir içi yanma ve emisyonlar üzerindeki etkilerini araştırmak için uygulanmıştır. Yakıt olarak tanımlanan 54 tür ve 269 reaksiyondan oluşan bir CHEMKIN mekanizması benzin yerine ikame yakıt olarak n-heptan karakterize edilmiştir. Türbülans (k-ε ve k-ω) ve radyasyon modelleri (P1 ve Rosseland) karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, hidrojen içeriğindeki artışın, silindir içi sıcaklıkların zirve değerlerinde ve hız zirvelerinde karşılık gelen bir artışa neden olduğunu göstermektedir. CO ve kurum emisyonları sırasıyla %70 ve %43'ün üzerinde azalırken, yüksek yanma sıcaklıkları nedeniyle termal NOₓ emisyonlarında yaklaşık %85 artış görülmüştür. K-ε ve Rosseland modeli, incelenen koşullar altında türbülanslı karışma ve radyasyon kayıplarını en iyi şekilde temsil ettiği belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ayrıca, %20 H2 karışımının CO ve kurumda neredeyse optimal bir azalma sağlarken, NOₓ'da kabul edilebilir bir artışa neden olduğunu ve bunun yanma verimliliğindeki artış ile emisyon dezavantajları arasında iyi bir denge sağladığını göstermektedir. Bu tezin sonuçları, motorlarda H2 benzin çift yakıt stratejileri için nicel göstergeler sunmakta ve ayrıca hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) tahminleri için doğru fiziksel modellerin seçimini ortaya koymaktadır.