Talaşlı imalat ve aşındırıcılı su jeti işlemlerinin kompozit balistik malzemeler üzerinde karşılaştırmalı deneysel çalışması ve eniyilenmesi
Comparative experimental study and opti̇mi̇zation of machining and abrasive water jet process on composite balistic materials
- Tez No: 641728
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKKI ÖZGÜR ÜNVER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tobb Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kompozit malzemelerin tüm dünyada, özellikle havacılık ve savunma sanayilerindeki kullanımları gün geçtikçe artmaya devam etmektedir. Sivil havacılıkta önde gelen hedef, yakıt ekonomisini artırmak olup, bu hedefe ulaşım uçak gövdelerinde her geçen gün daha fazla kompozit esaslı malzemelerin kullanılması olarak ilerlemektedir. Savunma sanayinde ise kompozitlerin çeşitli yapısal elemanlar ve zırh malzemeleri olarak kullanımı artarak devam etmektedir. Bu sanayide dayanım-ağırlık oranını artırmak, yani ürünlerdeki mukavemeti artırırken aynı zamanda ağırlıklarını azaltmak en önemli motivasyondur. Ülkemizde Ankara bölgesinde bulunan pek çok havacılık ve savunma sanayi firmasının kompozit malzeme kullanımının, dünyadaki bu gelişmelere paralel olarak sürekli arttığı izlenmektedir. Bu malzemelerin ilk işlemlerinden sonra, havacılık ve savunma sanayilerinin ihtiyacı olan hassas boyutsal isterlere göre net-şekle getirilmeleri kritik önem taşımakta olup, bu alanda talaşlı imalat ve aşındırıcılı su jeti rekabet eden iki ana teknoloji olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında savunma sanayisinde hafif balistik zırh malzemesi olarak sıklıkla kullanılan Aramid Fiber Takviyeli Polimer Matris (AFRP) ve Ultra Yüksek Modulus Polietilen (UHMWPE) üzerinde, trim, delik ve cep operasyonları gerçekleştirmek suretiyle, talaşlı imalat ve aşındırıcılı su jeti teknolojileri kullanımı sırasında, parametrelerin performans ölçütleri üzerindeki etkilerini anlamak için pek çok sayıda deney yapılmıştır. Bu deneyler, deney tasarımı yöntemi ile tasarlanmış ve sonuçları varyans analizi ve yanıt yüzey metotları ile incelenmiştir. Ayrıca örnek işlemlerden alınan numuneler, SEM mikroskopu ile incelenerek kesim yüzeylerinin morfolojileri araştırılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen regresyon bağlantıları kullanılarak, seçilen operasyonlar üzerinde Parçacık Sürü yöntemi (PSO) ve Bastırılmamış Sınıflandırmalı Genetik Algoritma (NSGA-III) ile çok-amaçlı eniyileme çalışmaları yapılmış. Bu çalışmalarda özellikle çelişen performans ölçütlerinin ödünleşmelerini gösteren 3-Boyutlu Pareto optimal çözüm setleri elde edilmiştir. Son aşamada, elde edilen tün sonuçlar, talaşlı imalat ve aşındırıcılı su jeti işlemlerinin avantaj ve dezavantajları karşılaştırabilmek için değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Use of Polymer Matrix Composites (PMC) has been an increasing trend in Defense and Aviation industries. In aviation, recent top objective is improving fuel economy that leads to use of more composites because of their lightweight structure. In Defense industry, PMCs are mostly use as structural components and shields. Similarly, composites are preferred because of their superior strength-to-weight ratio properties compared to conventional metal alloys. In Ankara region, it can be observed that, use of PMCs has been increasing considerably by major defense companies and their primary suppliers. In this thesis, Aramid Fiber Reinforced Fiber (AFRP) and Ultra-High Modulus Polyethylene (UHMWPE) which used in defence industry as soft ballistic armour used as specimens for trimming, drilling and pocketing experiments using machining and abrasive water jet technology (ASJ) in order to lay out parameter effects on performance measures. Design of experiments (DOE) method has been used for all experiments and results are analyzed with Analysis of Variance (ANOVA) and Response Surface Method (RSM). Also, for selected specimens, cutting surfaces have been imaged by Scanning Electron Microscopy (SEM) to investigate surface morphology. Furthermore, a novel evolutionary optimization method known as Multi-Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO) and Nondominated Sorting Genetic Algorithm technique has been applied to find out trade-offs between conflicting performance measures to selected operations and resulting 3D Pareto optimal solutions sets have been generated. As the last stage, all regression-based relations obtained from experiment have been evaluated in order to compare machining and ASJ technologies and their advantages and disadvantages.
Benzer Tezler
- Aşındırıcı su jeti ile kesmede malzeme, basınç, ilerleme hızı ve su jeti çapının yüzey kalitesine etkisinin analizi
Analysis of material, pressure, cutting velocity and water jet diameter's effect on the surface quality for the water jet cutting
TAMER SARAÇYAKUPOĞLU
Doktora
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR PANCAR
- Karbon-fiber takviyeli kompozit malzemelerin talaşlı imalatı'nın sonlu elemanlar simulasyonu
Finite element simulation of machining of carbon-fiber reinforced composite materials
TALHA SUNAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ ÇOLAK
- Hassas döküm yöntemiyle üretilen femoral diz komponentlerinde seramik maça kullanımı ile talaşlı imalat minimizasyonu
Minimization of machining by using ceramic cores during the investment casting process of femoral knee components
CEVAT YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Ortopedi ve Travmatolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECİP ÜNLÜ
- Yüksek kromlu beyaz dökme demirlerin aşınma davranışlarının ve işlenebilirliğinin deneysel olarak incelenmesi
The experimental investigation of wear behaviour and machinability of high chromium white cast irons
ALİ KALYON
Doktora
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DURSUN ÖZYÜREK
DOÇ. DR. MUSTAFA GÜNAY
- Manyetik aşındırıcılarla düzlem yüzeylerin işlenebilirliğinin araştırılması
Investigation of flat surfaces wi̇th magnetic abrasive assisted finishing process
TUBA DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ULAŞ ÇAYDAŞ