7 results
Search Results
Now showing 1 - 7 of 7
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 Yüksek Mukavemetli Kalın Çelik Plakaların Adımsal Bükülmesine Yönelik Yeni Bir Proses Tasarımı ve Uygulaması(2018) Çetin, Barış; Billur, Eren; Baranoğlu, BesimZırhlı muharebe aracı üretiminin önemli bir alt işlemi olan gövde imalatında ultra yüksek mukavemetli çeliklerin (UHSS) bükülmesi önemli bir üretim aşamasıdır. Bu bükme işlemi genellikle havada bükme koşulunda (air bending) yüksek tonajlı abkant preslerde gerçekleştirilmektedir. Gövde üretiminde kullanılan çelikler, 1250 MPa gibi geleneksel yumuşak çeliklere kıyasla çok yüksek kopma mukavemetlerine sahip olabilmektedir. Bu mukavemet seviyelerinin doğal bir sonucu olarak yüksek bükme kuvvetlerine ihtiyaç doğmaktadır. Diğer yandan, yeni nesil bir imalat yöntemi olarak adlandırılabilecek olan, plastik şekil değiştirmenin adımsal olarak uygulanmasına dayanan adımsal sac şekillendirme yöntemi, son dönemlerde metal şekillendirme endüstrisinde kullanılmaktadır. Bu yeni teknik, şekillendirilebilirliğin arttırılması, karmaşık kalıp tasarımlarına olan gerekliliğin ortadan kaldırılması ve şekillendirme kuvvetlerinin önemli ölçüde azaltılmasında bazı avantajlara sahiptir. Bu tez çalışmasında temel olarak adımsal şekillendirme prosesinin büküm kuvvetinin azaltılması üzerindeki potansiyeli araştırılmıştır. Tezin kapsamı içerisinde yeni bir adımsal bükme prosesi önerilmiş, proses sonlu elemanlar yöntemi ile benzetilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır. Benzetimler ve deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen datalar üzerinde yapılan çalışmalar sayesinde bazı proses parametreleri de optimize edilmiştir. Bununla birlikte, adımsal bükme işlemi, konvansiyonel havada bükme işlemi de ile karşılaştırılmıştır.Doctoral Thesis Zırhlı Muharebe Araçlarında Kullanılan Döküm Parçaların Balistik ve Mayın Koruma Performanslarının Bilgisayar Benzetimleri ile Yüksek Başarımlı Hesaplanması(2023) Çetin, Barış; Aslan, ÖzgürBu doktora çalışmasının temel amacı G18NiCRMo3-6 ve ADI JS 1050-6 isimli döküm malzemelerin yüksek hızlı darbe yüklerini de içeren elasto-plastik ve kırılma/kopma davranışlarını yüksek hassasiyetle tahmin edebilmektir. Bahsedilen malzemeler, zırhlı muharebe araçlarının üretiminde kullanılabilen dökümlerdir ve bu malzemeler araç üzerinde balistik ve mayın patlatması gibi ciddi tehditlerle karşılaşabilmektedirler. Bu amaçla, her iki malzeme için de ayrıntılı bir mekanik test programı oluşturulmuş, testler icra edilmiştir ve gerekli doğrulama işlemleri tamamlanmıştır. Proje kapsamındaki çalışmalarla oluşturulan malzeme modellerinin tahminleri deneysel bulgularla oldukça uyumludur. Bu çıktı, yalnızca farklı yüklemelere sahip ayrı geometrilerin sonlu elemanlar analizi (SEA) bazlı tahminlerinde değil, aynı zamanda döküm bileşenlerinin makro-mekanik performansı üzerindeki farklı kusur seviyelerinin yorumlanmasında da büyük avantajlar sağlama potansiyeline sahiptir.Master Thesis Inconel 718'in Farklı Minimum Miktarda Yağlama Yağları Kullanılarak İşleme Performansı ve Karbon Ayak İzi Analizi(2025) Ataman, Ertan; Namlu, Ramazan Hakkı; Kalkan, HakanInconel 718, üstün korozyon ve oksidasyon direnci ile yüksek dayanım özellikleri sayesinde yüksek sıcaklık uygulamaları için son derece uygun bir malzemedir. Ancak, yüksek sertliği, aşınma direnci ve belirgin işleme sertleşme oranı nedeniyle işlenmesi zordur. Geleneksel Kesme Sıvıları (GKS), bu zorlukların üstesinden gelmede yetersiz kalmakta ve yüksek tüketim oranları ile insan sağlığına ve çevreye olan zararlı etkileri nedeniyle sürdürülebilir bir çözüm sunmamaktadır. Bu nedenle, Minimum Miktarda Yağlama (MMY), GKS'ye etkili bir alternatif olarak dikkat çekmektedir. Sıkıştırılmış hava ile karıştırılan az miktarda yağın aerosol formunda kesme bölgesine iletilmesiyle, MMY özellikle Inconel 718 gibi işlenmesi zor malzemeler için çevre dostu ve sürdürülebilir bir üretim yöntemi sunmaktadır. Aerosol uygulama yöntemi, kesici takım ile iş parçası arasındaki bölgeye daha iyi nüfuz ederek işleme verimliliğini artırmaktadır. Ancak, MMY uygulamalarında kullanılan yağların doğrudan işleme performansını etkilemesi, işlenecek malzemeye özgü yağların geliştirilmesini kritik hâle getirmektedir. Bu çalışmada, Inconel 718'in işlenebilirliğini artırmaya yönelik olarak geliştirilen üç farklı MQL yağı önce fiziksel özellikleri ve performansları açısından test edilmiştir. Ardından, Inconel 718 malzemesi üzerinde yapılan kanal frezeleme deneylerinde performansları değerlendirilmiştir. Geleneksel İşleme (Gİ), kuru işleme ve MMY yöntemleri karşılaştırmalı olarak ele alınmış; kesme kuvvetleri, takım aşınması, yüzey kalitesi gibi temel performans metriklerine ek olarak, çevresel etki ve sürdürülebilirlik, karbon ayak izi temel alınarak değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, MMY yönteminin işleme performansını önemli düzeyde artırırken karbon salımını azalttığını ve Inconel 718'in verimli ve sürdürülebilir şekilde işlenmesi için daha uygun bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.Doctoral Thesis Türbin Kanatlarında Tek Kristallerin Ömür Tahmini için Yapay Sinir Ağı Destekli Sayısal Modellemesi(2025) Kaftancıoğlu, Utku; Aslan, ÖzgürNikel bazlı tek kristalli süperalaşımlar, üstün mekanik dayanımları, sünme direnci ve yüksek sıcaklıklardaki kararlılıkları sayesinde modern türbin kanadı uygulamalarının temel malzemeleri arasında yer almaktadır. Bu malzemeler, yüksek gerilme genlikleri, sıcaklık gradyanları ve bekletme sürelerini içeren karmaşık termomekanik yorulma (TMF) döngülerine sıklıkla maruz kalmaktadır. Özellikle uzay ve savunma sanayisinde kullanılan bileşenler için deneysel veri kısıtlılığı ve tek kristallerin anizotrop davranışı, bu zorlayıcı yükleme koşulları altında yorulma ömrü tahminini olduk- ça güçleştirmektedir. Bu zorluklardan yola çıkan bu tez, yorulma ömrünü tahmin etmek ve sınırlı veri koşullarında bile malzeme parametrelerini yüksek doğrulukla belirlemek amacıyla fizik tabanlı sürekli hasar mekaniğini (CDM) ve veri odaklı makine öğrenimi modellerini birleştiren hibrit bir öngörü çerçevesi sunmaktadır. Bu çalışmada, sentetik yorulma ömrü verilerinin oluşturulmasında temel olarak kullanılan model, FCC kristal yapısına sahip tek kristalli süperalaşımların anizotrop davra- nışlarını ve sıcaklığa bağlı malzeme tepkilerini dikkate alan, özelleştirilmiş bir Chaboche sürekli hasar modeli olmuştur. Ancak, yorulma ömrü tahmininde esas rolü oynayan yapı, farklı veri türleriyle eğitilen yapay sinir ağı (YSA) modelleridir. Tezin üçüncü bölümü- nün başında iki ayrı YSA modeli tanıtılmaktadır. İlk model, sınırlı UTS ve dayanım bilgileriyle birlikte deneysel yorulma ve sünme verilerinden oluşturulan yarı-sentetik veri setini kullanarak hem sünme kopma süresini hem de yüksek çevrimli ve birleşik çevrimli yorulma (HCF ve CCF) koşullarındaki yorulma ömrünü tahmin etmektedir. İkinci model ise tamamen, özelleştirilmiş Chaboche modeli ile oluşturulan sentetik SN eğrileri ile eğitilmiştir. Bu model, sıcaklık ve R oranlarına bağlı olarak normalleştirilmiş ve logaritmik ölçeklenmiş girdiler üzerinden SN eğrileri ve Goodman diyagramları üretmek üzere yapılandırılmıştır. Bu iki model, geniş çalışma koşul- larını kapsayabilen tahmin altyapısını oluşturmaktadır. Deneysel yorulma verilerinin dağınık ve yetersiz olması problemini aşmak amacıyla, sentetik verilerle eğitilen YSA modelleri, transfer öğrenmesi yaklaşımlarıyla hem CMSX-4 hem de AISI 4340 gibi genel metal türleri için elde edilen deneysel veri kümelerine uyarlanmıştır. Bu bağlamda, biri önceden eğitilmiş modelin parametrelerinin doğrudan ayarlanmasına, diğeri ise yeni fiziksel değişkenlerin modele dâhil edilmesini sağlayan bir giriş genişletme yapısına dayalı iki farklı transfer öğrenmesi modeli geliştirilmiştir. Her iki model de veri güvenilirliğini sağlamak amacıyla bırak-bir çapraz doğrulama (LOOCV) yöntemi ile değerlendirilmiştir. Bu yaklaşımlar, sınırlı deneysel veriyle yorulma ömrü tahminlerinin gerçekleştirilebileceğini ve model tutarlılığının sıcaklık ve gerilme oranı ekseninde korunabileceğini göstermektedir. Yorulma ömrü tahminine ek olarak, bu tezde, gerilme-şekil değiştirme verilerinden malzeme model parametrelerini tersine belirlemeyi amaçlayan, veri odaklı bir parametre optimizasyonu süreci de sunulmaktadır. Bu kapsamda, Voce tipi izotropik pekleşme içeren, oransal olmayan J2 plastiklik modeli ile oluşturulan sonlu eleman simülasyonları üzerinden bir veri seti üretilmiş ve tam gerilme-şekil değiştirme eğrisinden model parametrelerine haritalama yapabilen bir YSA regresyon modeli eğitilmiştir. Bu yapı, güçlü doğrusal olmayan plastik davranışlarda dahi temel malzeme sabitlerini yüksek doğrulukla ve verimli bir şekilde geri kazanabilmektedir. Sonuç olarak, bu tezde sunulan yöntemsel yapı, yüksek performanslı malzemelerde yorulma ömrü değerlendirmesi, model kalibrasyonu ve veri genişletmesi gibi alanlarda esnek ve ölçeklenebilir bir çözüm sağlamaktadır. Sentetik veri üretimi, YSA tabanlı regresyon ve transfer öğrenmesini tek bir çerçevede birleştiren bu yaklaşım, sınırlı deneysel destekle anizotropik ve yüksek sıcaklık dayanımı gerektiren malzeme- lerin yorulma modellemesine dair süregelen zorluklara etkin bir çözüm sunmaktadır. Bu kapsamda geliştirilen yöntemler, yalnızca tahmin doğruluğunu artırmakla kalmayıp, aynı zamanda gaz türbin motoru bileşenleri gibi kritik uygulamalarda yorulma modelleme araçlarının yorumlanabilirliğini ve uyarlanabilirliğini de geliştirmektedir.Doctoral Thesis Tek Taneli Süper Alaşımların Zorlu Termomekanik Yükleme Koşulları Altında Modellenmesi(2025) Kasar, Çağatay; Aslan, ÖzgürBu tez, nikel esaslı tek kristal süperalaşımlarda çevrimsel yükleme altında yorulma çatlağı başlama ve ilerlemesini modellemek amacıyla bir hesaplamalı çerçeve geliştirmektedir. Tam örtük kristal plastikliği modeli, gradyanla düzenlenmiş mikrohasar kontinuumu ve sünek kırılma için faz alanı yaklaşımıyla birleştirilmiştir. Mikrohasar modeli, içsel bir uzunluk ölçeği tanımlayarak ağdan bağımsız sonuçlar üretmekte ve deneysel çatlak dallanma davranışını başarılı şekilde yakalamaktadır. Bu modelin üç boyutlu genişletilmesi, gerilme üç eksenliğinin ve plastik kayma birikiminin rolünü ortaya koymaktadır. Ayrıca faz alanı yöntemi, önceden tanımlanmamış çatlak yollarını tutarlı biçimde simüle edebilmektedir. Her iki yöntem birlikte ele alındığında, yorulma ömrü tahmini için güçlü ve esnek bir modelleme altyapısı sunmaktadır. Özellikle havacılık uygulamaları için gerilme yığılmalarının ve lokal plastikleşmenin doğru modellenmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Gelecek çalışmalar, sünme etkisi, ısıl bağlaşım ve polikristal yapıların modele entegre edilmesi yönünde olacaktır.Doctoral Thesis Tek Kristallerde Hidrojen Gevrekleşmesinin Sayısal Modellenmesi(2025) Çamalan, Caner; Aslan, ÖzgürHidrojen gevrekleşmesi (HE), özellikle yüksek performanslı alaşımlarda, mikroskobik ölçekte hidrojen ile kristal kusurlarının etkileşimi sonucu oluşan erken kırılmalar nedeniyle, metalik yapıların bütünlüğünü tehdit eden önemli bir bozulma mekanizmasıdır. Bu tezde, tek kristal metallerde HE'yi modellemek amacıyla, sonlu şekil değiştirme kristal plastikliği ile varyasyonel faz alanı kırık kuramı birleştirilerek sayısal bir çerçeve sunulmaktadır. Tezin kuramsal temeli; sonlu deformasyon kinematiği, çarpanlı ayrıştırmaya dayalı kristal plastikliği ve hidrojenin difüzyonu ile tutulmasını tanımlayan fenomenolojik yaklaşımları içermektedir. Bu temele dayanarak geliştirilen model, anizotropik plastik şekil değişimi ile hidrojen kaynaklı kırığı termodinamik tutarlılıkla birlikte ele almaktadır. Toplam serbest enerji fonksiyoneli elastik, plastik ve kırık katkılarını içerir; kırık evrimi ise mekanik iş ve plastik deformasyonla ilişkili bir birikim değişkeniyle yönlendirilir. Elastik ve akma gerilmelerine uygulanan indirgeme işlevleri, sünek hasarı temsil eder. Çekme ve kayma yükleri altındaki tek kristal numunelerde yapılan sayısal simülasyonlar, hidrojen derişimi, kristal yönelimi ve içsel uzunluk ölçeğinin çatlak oluşumu ve evrimi üzerindeki etkilerini ortaya koymaktadır. Ağ inceliği ve eşik duyarlılık analizleri, modelin kararlılığını doğrulamaktadır. Bu çerçeve, hidrojen etkisindeki kristallerde mikroyapısal kayma etkinliği ile makroskobik kırık davranışı arasındaki ilişkiyi modelleyerek, polikristal yapılar ve tane sınırı etkileri gibi daha karmaşık sistemlere yönelik çalışmalara sağlam bir temel sunmaktadır.
