Fonksiyonel dereceli geometriye sahip anizotropik malzemelerin darbe dayanımının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the impact strength of anisotropic materials with functionally graded geometry
- Tez No: 954561
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR YONTAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, farklı doluluk oranlarına sahip fonksiyonel dereceli geometriye sahip tabakalı plakaların düşük hızlı darbe yükleri altındaki davranışları hem deneysel hem de sayısal yöntemlerle kapsamlı olarak incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, 3B baskı yöntemiyle üretilmiş ve doluluk oranları %100, %75 ve %50 olarak belirlenmiş tabakalı yapıların enerji sönümleme kapasitesini, geri sıçrama katsayısını ve hız değişimlerini belirleyerek, elde edilen deneysel bulguları sayısal analiz sonuçları ile karşılaştırmak ve doğrulamaktır. Sayısal analizler, sonlu elemanlar metodu kullanılarak Ansys LS-DYNA yazılımında gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarda, çapı 150 mm olan dört adet numune, polietilen tereftalat glikol (PETG) malzemeden 3B yazıcı ile üretilmiş ve düşük hızlı darbe testi olarak top düşürme yöntemi uygulanmıştır. Testler sonucunda elde edilen hız değişimleri, geri sıçrama katsayıları ve enerji sönümleme oranları detaylı olarak hesaplanmış, doluluk oranı azaldıkça enerji sönümleme kapasitesinin arttığı belirlenmiştir. Ayrıca tabakalı yapıların darbe yüklerini kademeli olarak sönümleyerek mekanik avantaj sağladığı tespit edilmiştir. Çalışma, deneysel ve sayısal verilerin yüksek düzeyde uyumlu olduğunu ortaya koymuş, bu da kullanılan modelleme yaklaşımının güvenilirliğini ve geçerliliğini doğrulamıştır. Bununla birlikte, araştırma yalnızca PETG malzeme ve belirli bir geometri ile sınırlı tutulmuştur. Gelecek çalışmalar kapsamında farklı polimer ve kompozit malzemelerin kullanılması, alternatif iç yapı desenlerinin incelenmesi, farklı darbe test yöntemlerinin uygulanması ve mikroyapı analizleri ile kapsamın genişletilmesi önerilmektedir. Ayrıca, tekrarlı darbe koşulları altında yorulma dayanımının araştırılması, 3B baskı parametrelerinin mekanik performansa etkisinin değerlendirilmesi ve çok eksenli yükleme senaryolarının incelenmesi, bu çalışmanın bilimsel ve endüstriyel katkısını daha da artırabilecek potansiyel araştırma alanları olarak değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the behavior of layered plates with functionally graded geometries and different infill ratios under low-velocity impact loads was comprehensively investigated through both experimental and numerical methods. The primary objective of the study is to determine the energy absorption capacity, coefficient of restitution, and velocity variations of layered structures produced via 3D printing with infill ratios of 100%, 75%, and 50%, and to compare the experimental findings with numerical analysis results for validation purposes. Numerical analyses were performed using the finite element method in the Ansys LS-DYNA software environment. In the experimental stage, four specimens with a diameter of 150 mm were manufactured from polyethylene terephthalate glycol (PETG) material using a 3D printer, and a drop-weight test was conducted as the low-velocity impact method. From the tests, velocity changes, coefficients of restitution, and energy absorption ratios were calculated in detail. The results revealed that a decrease in the infill ratio led to an increase in energy absorption capacity, and that layered structures provided a mechanical advantage by gradually attenuating impact loads. The study demonstrated a high level of agreement between the experimental and numerical results, confirming the reliability and validity of the modeling approach employed. However, the research was limited to PETG material and a specific geometry. Future studies are recommended to expand the scope by incorporating different polymeric and composite materials, investigating alternative internal structure patterns, applying various impact test methods, and performing microstructural analyses. Additionally, examining fatigue resistance under repeated impact conditions, assessing the effect of 3D printing parameters on mechanical performance, and analyzing multi-axial loading scenarios are considered as potential research directions that could further enhance the scientific and industrial contribution of this work.
Benzer Tezler
- Göz brakiterapisinde kullanılan 142Pr radyoizotopunun üretilmesi ve Monte Carlo yöntemiyle doz değerlendirmesi
Production of 142Pr radioisotope and its dose evaluation by Monte Carlo method in eye brachytherapy applications
NESLİHAN KOYUNCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER ATİLLA REYHANCAN
- Termotropik sıvı kristallerde ışık saçılması
Başlık çevirisi yok
RIDVAN KARAPINAR
Doktora
Türkçe
1994
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL GÜNDÜZ
- Stereolitografi (SLA) eklemeli imalat yöntemi kullanılarak meta-rezonatör tabanlı çok fonksiyonlu dalga kılavuzu filtre tasarımı ve üretimi
Design and fabrication of meta-resonator based multifunctional waveguide filter using stereolithography (SLA) additive manufacturing method
MUHAMMED BABALIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mekatronik MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH GENÇ
DOÇ. DR. HABİB DOĞAN
- Fonksiyonel dereceli disklerin titreşimi
Vibration of functionally graded disks
CANDAŞ NURİ KOPLAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ÇALLIOĞLU
- Static and dynamic analysis of non-circular helical bars based on exact geometry
Kesin geometri tanımı ile dairesel olmayan helislerin statik ve dinamik analizi
MERVE ERMİŞ
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET HAKKI OMURTAG