5 results
Search Results
Now showing 1 - 5 of 5
Master Thesis Partikül Takviyeli Alüminyum Metal Matris Kompozit Malzemelerin Talaşlı İşlenmesinin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi(2018) Rake, Nakka Lotfy Rake; Kılıç, Sadık Engin; Kılıç, Sadık Engin; Kılıç, Sadık Engin; Oliaei, Samad Nadimi Bavil; Manufacturing Engineering; Manufacturing EngineeringMetal matris kompozitleri (MMC'ler) otomotiv, havacılık ve nükleer santraller gibi birçok teknik alanda önemli malzemeler haline gelmiştir. Bu uygulamaların çoğunda, nihai ürünün istenen özelliklerine ulaşmak için talaşlı işleme süreçleri gereklidir. Bu nedenle, MMC'lerin talaşlı işlemesini incelemek ve işleme operasyonları sırasında davranışlarını anlamak için süreç modellerini geliştirmek önemlidir. Proses modellerine dayanarak, belirli MMC'lerin kesme koşullarını optimize ederek talaşlı işleme kalitesi ve maliyeti iyileştirilebilir. Bu hedefe doğru bir adım olarak, partikül takviyeli alüminyum metal matris kompozitlerinin (p-Al MMC'ler) talaşlı işlenmesini incelemek için sonlu eleman modellemesi (FEM) kullanılır. Seçilen matris malzemesi,% 20'lik bir hacim fraksiyonu ile 20 μm çapa sahip silikon karbür (SiC) parçacıkları ile güçlendirililmiş alüminyum alaşımı A359'dur. P-Al-MMC'nin ortogonal kesimi üç farklı yaklaşımla incelenmiştir. Birinci yaklaşımda, eşdeğer bir homojen malzeme modeli (EHM) uygulanmaya çalışılırken, ikinci ve üçüncü yaklaşımlarda p-AlMMC, iki fazlı bir heterojen malzeme olarak modellenmiştir. İkinci ve üçüncü yaklaşımlar sırasıyla donatı parçacıklarının periyodik karesi ve periyodik altıgen dağılımlarına dayanmaktadır. Matris / kesici takım, matris / takviye ve takviye/kesme aleti arasındaki etkileşim göz önüne alınmıştır. FE simülasyonlarının sonuçları literatürdeki deneysel veriler ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, yüksek gerilme oranı testleri kullanılarak kalibre edilen EHM modellerinin kesme kuvvetlerinde iyi tahminler veremeyebileceğini ve talaşlı işleme simülasyonları için yeniden kalibre edilmesi gerektiğini ortaya çıkarmıştır. Sonuçlar ayrıca, p-MMC'lerin heterojen bir materyal olarak modellenmesiyle, kesme kuvveti tahminlerinin doğruluğunun önemli ölçüde geliştirilebileceğini ortaya koymuştur.Doctoral Thesis Havacılık Endüstrisinde Kullanılan Kesilmesi Zor Malzemeler Üzerinde Nanoakışkan Minimum Miktar Yağlama ile Çok Eksenli Ultrasonik Titreşi̇m Destekli Frezelemenin Etkileri Üzerine Bir İnceleme(2023) Namlu, Ramazan Hakkı; Lotfi, Bahram; Kılıç, Sadık EnginHavacılık sektörü, modern dünyanın önde gelen endüstrilerinden biri olarak öne çıkmaktadır. Bu sektörde Ti-6Al-4V malzemesinin yaygın olarak kullanılması, mükemmel mukavemet-ağırlık oranına ve iyi korozyon direnci gibi özelliklerine sahip olmasından kaynaklanmaktadır. İşleme, malzemeyi nihai şekline dönüştürmek için havacılık sektöründe vazgeçilmez bir süreçtir. Bununla birlikte, Ti-6Al-4V'nin işlenebilirliği, Geleneksel İşleme (Gİ) kapsamında, düşük termal iletkenliği, kesici takımlara yapışma eğilimi ve talaş kaldırmayla ilgili zorluklarla karakterize edilmekte ve bundan dolayı genellikle 'işlenmesi zor' bir malzeme olarak adlandırılmaktadır. İşleme verimliliğini artırmak için, Ultrasonik Titreşim Destekli İşleme (UTDİ) umut vaat eden bir teknik olarak ortaya çıkmıştır. UTDİ, yüksek frekansta, düşük genlikli titreşimleri çeşitli kesme yönlüklerine entegre ederek verimliliği artırmayı amaçlayan hibrit bir işleme yaklaşımıdır. Hibrid işleme stratejileri ile beraber, Ti-6Al-4V'nin işleme performansını artırmak için başka bir yol da soğutma sistemlerini içermektedir. Bu sistemler, malzemenin düşük termal iletkenliğinden kaynaklanan kesme bölgesindeki ısı birikimini azaltmayı amaçlar. Ancak, Geleneksel Kesme Sıvıları'nın (GKS) kullanımı, sınırlı performans artışları ve çevresel ve mesleki sağlık riskleri nedeniyle alternatif tekniklerle değiştirilmektedir. Bu alternatifler arasında, Minimum Miktar Yağlama (MMY), kesme bölgesine yüksek basınçlı hava ile birlikte minimum miktarda yağın aerosol formunda verilmesini içeren bir yöntem olarak ortaya çıkmıştır. Aerosol form, GKS'ye kıyasla kesici takım ile iş parçası arasına daha iyi penetre ederek verimliliğin artmasına katkıda bulunur. Ayrıca, MMY'nin avantajları, Nanoakışkan-MMY (NMMY) olarak bilinen nanoparçacıkların eklenmesi ile daha da artırılmaktadır. NMMY, MMY'de kullanılan yağa nanoparçacıkların entegre edilmesini içerir ve bunların termo-fiziksel özelliklerini kullanarak saf MMY'ye kıyasla üstün işleme verimliliği elde etmeyi amaçlar. Özellikle, en büyük gelişmeler, çeşitli nanoparçacık türlerini birleştiren Hibrid-NMMY (HNMMY) uygulamasıyla elde edilebilir. Bu tez, optimum konsantrasyonları ve uygulama metodolojilerini belirlemek amacıyla, değişik nanoparçacık konsantrasyonları ve bunlara karşılık gelen etkilerle karakterize edilen çeşitli nanoakışkanların kapsamlı bir incelemesini amaçlar. Daha sonra, tez, çok eksenli UTDİ ve NMMY yaklaşımlarının birleşik etkilerini araştırır. Mevcut literatüre göre, daha önce hiçbir araştırma, Ti-6Al-4V üzerinde kanal frezeleme operasyonlarında çok eksenli UTDİ ve NMMY/HNMMY uygulamalarını incelememiştir. Araştırma bulguları, çok eksenli UTDİ ve NMMY'nin birleşik kullanımının Ti-6Al-4V'nin işleme performansında önemli gelişmelere yol açtığını göstermektedir, bu da daha etkili ve sürdürülebilir bir uygulama sağlamaktadır.Master Thesis Ti-6al-4v İşlenmesinde Kesme Lokalizasyonu Başlangıcının Tahmini(2020) Yılmaz, Okan Deniz; Oliaei, Samad Nadimi Bavil; Kılıç, Sadık EnginHafif ve enerji tasarrufu sağlayan malzemelerin kullanılması otomotiv, havacılık ve biyomedikal vb. gibi farklı endüstrilerde önemli bir rol oynamaktadır. Mükemmel kimyasal ve mekanik Ozelliklerinden dolayı önemli bir hafif malzeme olan Ti-6Al-4V titanyum alaşımı, titanyum endüstrisinin çalışma atı olarak bilinir. Yaygın olarak kullanılmasına rağmen, Ti-6Al-4V düşük ısı iletkenliği, çoğu kesici alet malzemesiyle yüksek kimyasal afinitesi, düşük esneklik katsayısı ve kesme sırasında lokalize (tırtıklı) talaşların oluşumu nedeniyle kesilmesi zor bir malzeme olarak bilinir. Daha sonra, talaşlı imalatta tırtıklı talaş oluşumunun ortaya çıkması, işleme kuvvetlerindeki dalgalanmalarla, hızlandırılmış takım aşınmasıyla, yüzey kalitesinin bozulmasıyla, hassasiyetin azalmasıyla ve parçaların tolerans dışı işlenmesiyle sonuçlanacağından büyük önem taşır. Kesme lokalizasyonunun başlangıcını öngörme, talaşı imalat alanındaki en zorlu sorunlardan biridir, yani talaş morfolojisinin sürekli talaştan değişen bir morfolojiye periyodik olarak değiştiği koşulları belirler. Literatürdeki kesme lokalize talaşları ile ilgili konular, Ti-6Al-4V titanyum alaşımının işlenmesi sırasında kesme lokalizasyonu oluşumunun simülasyonu için çeşitli malzeme modellerinin geliştirilmesinde ana itici güç olmuştur. Bununla birlikte, geliştirilen modellerin Ti-6Al-4V işleme sırasında tırtıklı talaş oluşumunun başlangıcını öngörme doğruluğu ve kabiliyeti araştırılmamıştır. Bu tezin amacı, Ti-6Al-4V işleme sırasında tırtıklı talaş oluşumunun başlangıcını tahmin etmek için farklı malzeme modellerinin doğruluğunu değerlendirmektir. Sonlu eleman modellerinin sonuçları işleme kuvvetleri ve talaş morfolojisi açısından deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Kazma kuvveti kesilmemiş talaş kalınlığı değiştirilerek farklı kesim hızlarında ekstrapolasyon yöntemi kullanılarak elde edilir ve kesme ve itme kuvvetlerini düzeltmek için kullanılır. Düzeltilmiş kesme ve itme kuvvetleri, Coulomb sürtünme katsayısını hesaplamak için kullanılır. Hem belirli hem belirsiz sonlu eleman kodları, deformasyon yumuşaması veya yumuşamasız, hasara sahip veya hasarsız, farklı malzeme modelleriyle kullanılmıştır. Her malzeme modelinin zayıflığı ve gücü, kritik kesme hızı, talaş morfolojisi ve işleme kuvvetlerinin tahmin edilebilmesi için araştırılmıştır. Bu çalışmanın sonuçları gösteriyor ki, hiperbolik teğet fonksiyonu formunda sıcaklık ve gerinim yumuşatma içeren değiştirilmiş Johnson-Cook malzeme modelinin, Ti-6Al-4V'nin işlenmesi sırasında kesme lokalizasyonunun başlangıcı için kabul edilebilir bir tahmin verebileceğini ortaya koydu.Master Thesis Ultrasonik destekli frezeleme işlemi kullanarak kesilmesi zor malzemelerin işlenebilirliğini artırmaya yönelik deneysel bir araştırma(2019) Namlu, Ramazan Hakkı; Lotfısadıgh, Bahram; Kılıç, Sadık EnginTi-6Al-4V, yüksek mukavemet/ağırlık oranı, iyi korozyon direnci ve mükemmel kırılma tokluğu gibi eşsiz malzeme özelliklerine sahiptir. Bu nedenle, işlemenin önemli bir süreç olduğu havacılık, tıp ve otomotiv endüstrilerinde yaygın olarak. Bununla birlikte, Ti-6Al-4V'nin işlenmesi aşınma direnci ve düşük ısı iletkenliği nedeniyle oldukça zordur. Ultrasonik destekli işleme, talaşlı imalat uygulamalarında oldukça yeni bir methoddur ve azaltılmış kesme kuvvetleri, arttırılmış yüzey kalitesi ve azaltılmış takım aşınması gibi geleneksel işleme proseslerine göre sayısız avantaja sahiptir. Ek olarak, minimum miktar yağlama (MMY) işlem verimliliğindeki birçok iyileştirme nedeniyle, geleneksel soğutma sistemlerinin yerine kullanılan alternatif bir soğutma türüdür. Kesme kuvvetleri, bir işleme prosesinin kesme performansını ölçen en önemli çıktılardan biridir. İşleme için bir başka önemli çıktı, iş parçasının kalitesi üzerindeki doğrudan etkisi nedeniyle yüzey pürüzlülüğüdür Bununla birlikte, ultrasonik destekli işlemede kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğündeki değişiklikleri minimum miktarda yağlama kullanımı ile karşılaştırmak için çok fazla çalışma yoktur.. Bu çalışmada, Ti-6AL-4V malzemesinin işlenmesi sırasında kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğündeki değişiklikler, MMY kullanılarak Z ekseninde kesici takıma uygulanan ultrasonik titreşimler ile ultrasonik destekli frezeleme kullanılarak araştırılmıştır. Bunun literatürde ilk kez yapıldığı düşünülmektedir. Tezde yapılan deneysel çalışma, MMY soğutmalı ultrasonik destekli frezelemenin, kesme koşulları uygun şekilde seçilirse kesme kuvvetleri ve yüzey kalitesi açısından kesme performansını önemli ölçüde artırabildiğini göstermiştir.Doctoral Thesis İşlenmesi Zor Malzemelerin Minimum Miktarda Yağlama Yöntemi Kullanılarak Sürdürülebilir Talaşlı İmalatı(2019) Osman, Khaled Alı; Kılıç, Sadık Engin; Ünver, Hakkı ÖzgürKüresel sanayi eğilimleri talaşlı işlemlerin doğa dostu ve sürdürülebilir imalat açısından kabul edilebilir nitelikte olması yönündedir. Bu bakımdan kesme sıvısı tüketiminin azaltılması statejileri fazlaca ilgi çekici ve zorlu bir araştırma konusu olarak literatürde geniş bir şekilde tartışılagelmektedir. Kesme sıvısı kullanımına alternatif olmak üzere çok sayıda etkin strateji önerilmiştir. En az miktarda yağlama yöntemi çevre dostu ve ekonomik oluşuyla bu yöntemlerden bıri olarak öne çıkmaktadır. Talaşlı işlemlerde en az miktarda yağlama yöntemi uygulamalarındaki yüksek beklentilere karşın, bu yöntemin özellikle Ti alaşımları (Ti 6Al 4V) gibi. işlenmesi zor malzemelerde kullanımında hala çok sayıda kısıtlayıcı bulunmaktadır. En az miktarda yağlama yönteminin bu türlü zor işlem koşullarındaki yetersizliği en kesme sıvılarının az miktarda yağlama uygulamasındaki özelliklerinin iyileştirilmesine odaklanan çeşitli yöntemler üzerinde çalışmalara yol açmıştır. Son yıllarda bu yöndeki çalışmaların çoğunun en az miktarda yağlamada nanoteknoloji kullanımıyla iyileştirme sağlamak üzerine olduğu görülmektedir. Bu çalışmada Ti 6Al 4V malzemenin kanal frezelenmesinde enaz miktarda yağlayıcı sisteminde hegzagonal boron nitrür (hBN) nano parçacıklı kesme sıvısı kullanan doğa dostu yağlama/soğutma stratejisi için özgün bir yaklaşım önerilmektedir. Bu çalışmadaki özgünlük nano akışkan kullanımıyla kesme sıvısının yağlama/soğutma etkinliğini ve enaz miktar yağlayıcı yöntemindeki ısıl iletkenliği artırarak Ti 6Al 4V'nin işlenebilirliğini iyileştirmek yönündedir. Bu amaç doğrultusunda, araştırma özellikle kesme sıvısı içine dağılmış hBN parçacıklarının etkisi üzerine odaklanmaktadır. hBN nano parçacıklı enaz miktar yağlayıcı uygulamasının Ti 6Al 4V malzemenin kanal ferezelenme işlemi üzerindeki etkisinin kapsamlı şekilde anlaşılabilmesi için çok sayıda deney planlanlanarak gerçekleştirilmiş ve hBN parçacıklı enaz miktarda yağlayıcı kullanılarak elde edilen sonuçlar, kesme sıvısı kullanmadan, yüksek debili kesme sıvısı kullanarak ve enaz miktarda yağlayıcı kullanarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Kesme kuvveti (Fc) ve yüzey pürüzlüğü (Ra) ölçüm değerlerinin her biri beş seviyedeen oluşan 5 faktörle: kesme hızı (v), diş başına ilerleme (fn), eksenel kesme derinliği (ap), kesme sıvısı akış hızı (Q) and hBN nano parçacık konsentrasyonu ile değişimini belirlemek üzere Cevap Yüzeyi Metodolojisine dayalı Merkezi Karma Tasarımı kullanılarak deney tasarımı oluşturulmuştur. Cevap Yüzey Metodolojisi kullanılarak deney sonuçlarından oluşturulan ortalama yüzey pürüzlülüğü Ra ve Özgül kesme enerjisi (SEC) için oluşturulan modeller kullanılarak Çok Amaçlı Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) çalışması yapıldı. Çalışma sonuçları tüm çıktıların diş başı ilerleme, eksenelkesme derinliği ve kesme sıvısı akış hızına duyarlı olduğunu göstermiştir. Ancak bu çıktılar kesme hızına duyarlı değildir. Ayrıca, enaz kesme sıvısı (MQL) hBN nano parçacıklarla birlikte uygulandığında kesme kuvveti Fc ve yüzey pürüzlülüğü Ra değerleri azalmıştır. Sonuç olarak, Ti 6Al 4V malzemenin işlenmesinde hBN nano parçacıklarla birlikte enaz kesme sıvısı (MQL) uygulamasının geleneksel akıtma kesme sıvısı uygulamasına etkin bir alternative olduğu belirlenmiştir.
