Re-entrant şekilli ökzetik yapıların ve bor nitrür katkılı filamentlerin katmanlı imalat ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of re-entrant shaped auxetic structures and boron nitride mixed filaments by additive manufacturing
- Tez No: 682718
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER KELEŞ, PROF. DR. ZAFER EVİS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez kapsamında, iç bükey şekillerden yaygın olarak bilinen“re-entrant”şekilli ökzetik yapılar, eriyik yığma modelleme yöntemi ile çalışan bir üç boyutlu yazıcı kullanılarak üretilmiştir. Buna ilaveten re-entant şekle benzer“eğri geometri”kafes yapısı tasarlanmıştır. Farklı boyutlarda üretilen bu yapılara çekme, basma ve mikrosertlik deneyleri uygulanarak ökzetik yapıların mekanik özellikleri ve eklemeli imalat alanında kullanılabilirliği araştırılmıştır. Üç boyutlu yazıcıların ana malzemesi olarak seçilen polilaktik asit, bütün bu numunelerin üretiminde kullanılmıştır. Daha sonra bu polimer içerisine seramik bor nitrür ilavesi gerçekleştirilerek yeni bir filament üretilmesi ve mekanik özelliklerinin araştırılması yapılmıştır. Bor nitrür ilavesinin PLA polimerinin mekanik özelliklerini iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Mekanik testlerden başarılı olarak geçen tüm numunelere XRD, SEM, OM, FTIR, TGA, DSC analizleri yapılarak, üretilen numunelerin mikroyapıları, üç boyutlu yazıcı tekniğinin mikroyapısal olarak incelenmesi, bor ilavesinin PLA üzerindeki davranışı belirlenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, %1 miktarda bor ilavesinin PLA'nın mikrosertlik değerini %191 arttırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, re-entrant geometrili numunelerin Poisson oranları incelendiğinde, iki dal arasındaki açının azalmasının negatif Poisson oranını arttırdığı (-0,30) belirlenmiştir. Bu sonuç sonlu eleman analizi ile doğrulanmıştır ve elde edilen sonuç -0,31'dir. Buna ilaveten, eğri geometrili şekillerin Poisson oranı, eğri yarıçapının ne çok fazla ne de çok az olması gerektiğini gösterir. En yüksek negatif Poisson oranı eğri geometrinin eğri yarıçapı 12,5 mm olan değerde, -0,41 olarak hesaplanmıştır. Sonlu elemanlar analizi sonucuna göre bu değer -0,44 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
In the scope of this thesis,“re-entrant”shaped auxetic structures, which are commonly known from concave shapes, were produced using a three-dimensional printer working with the fused deposition modeling method. In addition, a“curvature geometry”lattice structure similar to the re-entant shape was designed. Tensile, compression and microhardness tests were applied to these structures produced in different sizes, and the mechanical properties and usability of the euphetic structures in additive manufacturing were investigated. Polylactic acid, chosen as the main material of 3d printers, was used in the production of all these samples. Then, by adding ceramic boron nitride to this polymer, a new filament was produced and its mechanical properties were investigated. It has been observed that the addition of boron nitride improves the mechanical properties of the PLA polymer. By performing XRD, SEM, OM, FTIR, TGA, DSC analyzes on all samples that passed the mechanical tests, the microstructures of the produced samples, microstructural examination of the three-dimensional printer technique, and the behavior of boron addition on PLA were determined. When the results were examined, it was observed that adding 1% boron increased the microhardness value of PLA by 191%. In addition, when the Poisson ratios of the samples with re-entrant geometry were examined, it was determined that the decrease in the angle between the two branches increased the negative Poisson ratio (-0.30). This result has been confirmed by finite element analysis and the result is -0.31. In addition, the Poisson's ratio of curvature shapes indicates that the radius of the curve should neither be too much nor too little. The highest negative Poisson ratio was calculated as -0.41 for curvature geometry with a radius of 12.5 mm. According to the results of the finite element analysis, this value was calculated as -0.44.
Benzer Tezler
- Temsili hacim elemanı yöntemiyle hücresel yapıların doğrusal olmayan mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of nonlinear mechanical behaviour of cellular structures by representative volume element method
MUSTAFA ENES YAZICI
Doktora
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiSamsun ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN KANBER
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Düşük Reynolds sayıları için girintili ve çıkıntılı köşelerdeki akış çizgilerinin incelenmesi
analysis in the re-entrant and protrudin corners flow pattern for low Reynolds number
MURAT LUZUM
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
MatematikErciyes ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ DELİCEOĞLU
- Planda düzensiz binaların deprem etkisi altında doğrusal davranışları
Linear behaviours of irregular buildings in plan under earthquake excitation
SERKAN COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KADİR GÜLER
- İçe girintili ve dar aralıklı klaystron kavitesinin eşdeğer devre özellikleri ve kalite faktörü
Equivalent circuit properties and quality factor of a narrow gap reentrant klystron cavity
NİHAN SİPAHİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BASRİ ÜNAL