Search

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, Bu çalışmada; yolcu vagonlarında kullanılan ana enerji absorbe edici elemanın yerine aynı darbe enerjisini absorbe edebilen değişik formda optimum bir ana enerji absorbe edici eleman tasarlanması amaçlanmıştır. Enerji absorbe edici eleman olarak başlangıçta kare ve dairesel kesitli elemanların, ağırlıkları aynı kalmak şartıyla, kalınlıkları 4 ile 8mm ve yüzey eğim açısı da 0 ile 3 derece arasında değiştirilerek elde edilen, kesik koni ve piramit formundaki yapılar kullanılmıştır. Oluşturulan elemanlarının dinamik eksenel yükleme durumundaki deformasyon davranışları sonlu elemanlar analiz yöntemiyle incelenmiştir. Çalışma sonucunda, kalınlık arttıkça kesit azaltılmasına rağmen elemanların daha rijit bir yapıya sahip oldukları görülmüştür. Tüm elemanların enerji absorbe kabiliyetleri ve deformasyon davranışları göz önünde bulundurularak toplam deformasyon verimi en yüksek olan eleman optimum deformasyon elemanı olarak belirlenmiştir., In this study, an alternative energy absorber element, which has the same capacity of absorbing impact energy, is aimed to be designed and optimized to replace the main energy absorber element currently used in the coaches. Truncated cone and pyramid shaped structures were used as energy absorbing elements after they were obtained from quadratic and circular parts keeping their weights the same with thicknesses between 4-8mm and surface inclination between 0-3 degree. Deformation behaviors of the manufactured elements under dynamic axial loading conditions were investigated using finite element analysis method. According to the results of the analysis, the elements have a more rigid structure as the thickness increase although the cross section is decreased with the increasing thickness. Considering the energy absorbtion capabilities and deformation behaviours of the energy absorbing members, the element with the best total deformation efficiency was determined as the optimum deformation element., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Bu çalısma kapsamında Cockcroft & Latham, Freudenthal, Ayada, Brozzo gibi hasar modellerinin farklı sıcaklıklardaki sonuçları incelenmistir. Sünek hasar kriterleri hasarın olusumunu ele alısları bakımından, ampirik modeller ile çatlak olusumu ve gelisimi yaklasımını temel alan modeller olmak üzere iki kısma ayrılmaktadır. Üzerinde yoğunlasılıp tez çalısmasının genis kapsamlı olarak ele aldığı kısım ise ampirik modeller olmustur. Bunun sebebi ise sayısal modellemelerin ve analizlerin çatlak olusumu ve gelisimi yaklasımını temel alan modellere kıyasla biraz daha az sayıda deneysel girdi gerektirmesidir. Çalısmada hasar olusumunu incelemek üzere özellikle AL 7075 alasımı tercih edilmistir. Malzeme özelliklerinin doğrulanması, hasar ve kopma bölgelerinin tesbit edilmesi için sıcaklık sarlandırmalı çekme deneyi makinası kullanılarak 25 °C, 100 °C, 149 °C, 204 °C ve 260 °C olmak üzere dört faklı sıcaklıkta çekme testleri yapılmıs, sonuçları kaydedilmis ve bu sonuçlar kullanılarak AL7075 alasımının mekanik özellikleri elde edilmistir. Çalısma kapsamındaçekme deneyi modellemeleri yapılarak her bir modelin farklı sıcaklıklardaki sonuçları elde edilmis ve sonrasında her bir sıcaklık için çekme deneyleri yapılıs ve model sonuçları ile karsılastırılmıstır. Normalize edilmis Cockroft ve Latham ile Brozzo modelleri hariç, çalısma sonucunda modellerin hasar olusan bölgeleri tespit edebildikleri ancak sayısal olarak hasar olusumunu tam olarak tespit edemedikleri görülmüstür., In this study high temperature behaviour of some ductile damage models are investigated. Ductile fractures can be predicted with the help of several ductile fracture criterias found in literature. In the scope of this study, the behaviour of ductile fracture criterias such as Cockroft&Latham, Cockroft-Latham Normalized, Freudenthal, Ayada and Brozzo. In this study, experimental study AL7075 aluminum alloy is specifically chosen. Tensile test results and strain-stress curves at high temperatures are from literature. To verify tensile mechanical specification of experiment material and detect fracture region, fracture pattern, diameter at fracture as an important cirateria for FEM modelling and analysis, high temperature tensile tests are conducted. Tests were carried on at 25 °C, 100 °C 149 °C, 204 °C and 260 °C. During CAE modelling of tensile tests mechanical properties of AL7075 material is used as an input and damage values are obtained at necking diameter prior to fracture at each temperature. Numerical results and experimental results are compared. Except normalized Cockroft and Latham and Brozzo models, it is shown that the current damage models can foresee the location of failure quiet successfully but are no able to predict the failure numerically., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Gemi boyut ve hızlarındaki büyük artış, gemi titreşimlerini, gemi tasarımı ve yapımında büyük önem taşır hale getirmiştir. Deniz taşımacılığında artan talebi karşılamak için ihtiyaç duyulan bu yapıların daha esnek olması titreşim problemlerine neden olmaktadır. Aşırı gemi titreşimleri, yolcu konforunu ve mürettebat yaşamını önemli ölçüde etkilemekle birlikte makina ve cihazlarda bozulmalara ve yapısal elemanlarda hasara neden olmaktadır. Gemilerde titreşim problemlerinin çözüm kaynağının erken safhadaki tasarım aşamasında belirlenmesinin önemi ve sonradan yapılacak olan düzeltmelerin çok ağır maliyetler gerektirdiği bilinmektedir. Tasarım aşamasında yapılacak olan bir takım basit çalışmalarla ileride ortaya çıkacak büyük titreşim problemlerinin önlenmesi sağlanabilmektedir. Bu çalışmada gemilerde ortaya çıkan titreşim problemleri yerel titreşimler olarak incelenmiştir. Yerel titreşimler açısından geminin en kritik bölgelerinden birini oluşturan ve “Kırlangıç” adı verilen köprüüstü uzantıları incelenmiştir. Bu uzantılar, çeşitli destek açıları için modellenerek sonlu eleman analizi ile doğal frekans ve mod şekilleri belirlenmiştir. İncelenen kırlangıç yapılarının modelleri bilgisayar ortamında da hazırlanarak sonlu eleman analizi ile elde edilen sonuçlar deneysel modal analiz yöntemiyle de doğrulanmıştır. Ayrıca farklı tasarımlar için elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak tasarım özelliklerinin sonuçlar üzerindeki etkileri üzerinde durulmuştur., With the increase of ship size and speed, shipboard vibration becomes a great concern in the design and construction of the vessels. The flexibility of vessels which are needed to meet the demand in sea transportation, causes ship vibrations. In addition to undesired effects on passenger comfort and crew habitability, excessive ship vibration may result in the failure of local structural members or malfunction of machinery and equipment. The importance of the solutions of vibration problems which are addressed at the earliest design stage and the great cost in later correction efforts are clear. It is possible to avoid great vibration problems by means of simple studies in the early design stage. In this study, ship vibration problems are studied under local vibrations. The bridge extensions called “Bridge Wing” which are one of the most critical areas of importance to ship vibration are studied. The natural frequencies and mode shapes of these extensions which are modelled with different angles, are determined with finite element analysis. Furthermore, these bridge wing models are prepared in computer and the results obtained by finite element analysis are verified by experimental modal analysis. Besides, the results obtained from different bridge wing designs are compared and effects of design properties on the results are emphasized., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Eğri eksenli çubuklar, en basit yapı elemanlarından biri olarak, çok sayıda modern mühendislik yapısında kullanılmaktadır.Günümüzde eğri eksenli çubuklar üzerinde yapılan çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmada, eğri eksenli kademeli çubukların düzlem içi titreşim davranışı ele alınmaktadır.Çubuk statik davranışını ifade eden denklemlerden hareketle, D’Alembert prensibiyle, dinamik davranışları ifade eden denklemlere ulaşılabilmektedir.Dinamik denklemlerin kesin çözümleri Matlab paket programı yardımıyla elde edilmiştir. Bu çalışmanın temel amacı, eğri eksenli çubukların dinamik denklemlerinden elde edilen kesin çözümü, nümerik ve deneysel olarak elde edilmiş sonuçlarla karşılaştırmak ve birbiriyle olan uyumunu incelemektir. Birinci bölümde, çubuk teorisi hakkında kısaca bilgi verilmiş, çalışmanın amacı ve kapsamı belirtilmiştir. İkinci bölümde, eğri eksenli çubuklarla ilgili literatürdeki mevcut çalışmalar incelenmiş, dinamik problemlerin çözümünde kullanılan yöntemler hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde, eğri eksenli çubukların düzlem iç ve düzlem dışı genel denklemleri verilmiştir.Çubuk statiğinin genel denklemlerine bağlı olarak titreşim denklemlerde verilmiştir. Dördüncü bölümde, çember eksenli kademeli kesitli çubukların titreşim denklemlerinin kesin çözümü Matlab paket programı yardımıyla elde edilen sonuçlar verilmiştir. Beşinci bölümde, çember eksenli kademeli kesitli çubukların doğal frekansları sonlu elemanlar paket programı olan Ansys ile çözülmüş ve sonuçların tutarlılığına bakılmıştır. Altıncı bölüm, deneysel modal analiz çalışmalarını içermektedir.Eğri eksenli kademeli kesitli çubukların analitik ve nümerik cevapları, deneysel olarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Yedinci bölümde, çalışmanın sonuçları tartışılmış ve yeni öneriler ele alınmıştır, Arch elements are the most simple and the most commonly used structures in engineering area.Considerable amount of attention has been devoted to the analysis of such elements in recent years. This study investigates the free in-plane and out-of-plane vibration of stepped circular arches.Equations of vibration of circular arches are obtained from static equations of circular arches by using D’Alembert’s principle.Exact solutions of dynamic equations are obtained by using MATLAB which is commercial software. The purpose of this study is to compare the analytical and numerical solutions with the experimental studies of stepped circular arches. In the first chapter, a general view for curved beams and the aim of the present study are given in summary. In the second chapter, a detailed review for the studies in the literature on dynamic problems is given.In additionally, some methods are examined. In the third chapter, the governing differantial equations of a curved beam are given for the dynamic problems. In the fourth chapter, exact solutions of stepped circular arches, which is obtainedby using a Matlab code, are given. In the fifth chapter, numerical solutions of stepped circular arches are obtained by using ANSYS commercial software. In the sixth chapter, the experimental studies and modal analysis are performed on different stepped circular beam specimens and the results are presented. Numerical, analytical and experimental solutions of stepped circular arches are compared. In the seventh chapter, the scope of the study is given with the results and discussions., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Akıllı çubuklar, üzerlerindeki piezoelektrik malzeme ve kontrol sistemi sayesinde titreşimleri sönümlenen sistemlerdir. Bu çalışmada, bir tarafından ankastre mesnetli akıllı çubuk ANSYS programında yapılan model ve kurulan deney düzeneği ile çalışılmıştır. Çalışma kapsamında, öncelikle akıllı yapılar hakkında kısa bilgi verilmiş ve tarihçesine değinilmiş, ilerleyen bölümlerde, piezoelektriklik ve piezoelektrik malzeme özellikleri açıklanmış, titreşim teorisi ve akıllı yapılar konuları ele alınmıştır. Dördüncü bölümde, bir tarafından ankastre mesnetli bir akıllı çubuk modelinin ANSYS 10 programı kullanılarak hazırlanması ve bu modele serbest ve zorlamalı titreşim için aktif titreşim kontrolü uygulanması açıklanmıştır. Son bölümde ise ANSYS modeli yapılan çubuğun deneysel olarak analizi yapılmıştır., Smart beams are vibration damped systems that include piezoelectric materials and control systems. In this thesis, a cantilever smart beam modeled using ANSYS computer program and experimentaly. First two chapter mention about smart structures and their history, the piezoelectricity and the piezoelectric materials. Chapter three explains vibration theory and the smart structure concept. Chapter four shows how a cantilever smart beam can be modeled in ANSYS 10 computer program, and how active vibration control for free or forced vibration can be applied to that model. In the last chapter, experimental analysis of the model was made in ANSYS program., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2005, Bu çalışmada mekanik özellikleri fonksiyonel olarak değişen malzemelerin özellikleri ve mekanik davranışları incelendi. Bu malzemelerin dinamik yükler altındaki deformasyon alanlarının belirlenmesi için gerekli denklemler ve sonlu elemanlar formülasyonları elde edildi. Açık (Merkezi Farklar) ve kapalı (Newmark) yöntemler kullanılarak elde edilmiş formülasyonlar çeşitli problemlere uyarlanarak literatürde bulunan sonuçlarla karşılaştırıldı. Bu çalışma boyunca nispeten basit sınır koşullarına sahip ve özellikleri fonksiyonel olarak değişen yapıların dinamik davranışları incelenmiştir. Yapının mukavemet özelliklerinin zamanla değişmediği ve sistemin tamamen doğrusal olduğu farz edilmiştir. Bu çalışma içerisinde, silindirik bir çubuk ve plak için yapılan sonlu elemanlar analizlerinde Newmark Yöntemi, Merkezi Farklar Yöntemine göre daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Belirli bir hata sınırı için Newmark Yöntemi daha geniş zaman adımlarının kullanılmasını ve böylece sayısal çözümün çok daha kısa sürede sonuçlanmasını sağlamaktadır. Zaman adımının çok küçük seçilmek zorunda kalındığı koşullarda ise Merkezi Farklar Yönteminin çözüm süresi Newmark Yöntemine göre daha düşük çıkmıştır., In this thesis, properties and mechanical behaviors of functional graded materials were studied. Necessary equations and finite element formulations for the strain fields of these materials under dynamic loads were derived. Implicit (Central Difference) and explicit (Newmark) methods were utilized in the derived formulations and results were compared with literature. During the study, dynamic behaviors of functional graded materials with simple boundary conditions were analysed. Mechanical properties are assumed to be time independent and the system is assumed to be linear. The study showed that the Newmark method used in the finite element analysis of cylindirical rods and plates gives better results compared to the central differences method. Under a certain degree of error, Newmark method allows larger time steps and hence decreases the amount of computation time. In cases where time step has to be much smaller, the central differences method gave faster results compared to the Newmark method., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2005, Bu çalışmada düzlem kafes sistemlerin belirli bir yükleme koşulu altında gerilme, yer değiştirme, burkulma ve doğal frekans kısıtlarına göre optimum tasarımı incelenmiştir. Ele alınan kafes sistemlerde, düğüm noktalarının yerleri değişmemektedir. Tasarım değişkeni olarak kafes sistem elemanlarının kesit alanları kullanılarak boyut optimizasyonu uygulanmıştır. Ayrıca optimizasyon işlemi sırasında belirli bir minimum kesit alanı değerine ulaşmış elemanlar, kafes sistemin rijitliğine katkısı olmayacağı düşüncesiyle atılarak topoloji optimizasyonu da uygulanmıştır. Optimizasyon problemindeki amaç kafes sistemin kütlesini mümkün olan en küçük değere çekmektir. Kafes sistemlerin statik ve dinamik davranışlarına ilişkin bilgiler sonlu eleman yöntemi kullanılarak elde edilmiş, optimizasyon için ise SQP (Sequential Quadratic Programming) yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen bütün sonuçlar, belirli karşılaştırma problemlerinde kullanılan SLP (Sequential Linear Programming), FSD (Fully Stress Design), vb. optimizasyon yöntemleri kullanılarak elde edilen sonuçlar ile kıyaslandıktan sonra kafes sistemdeki eleman sayısı artırılmaya çalışılmıştır. Eleman sayısı arttıkça süre üstel olarak artmaya başlamıştır. Çözüm süresini azaltmak için sonlu elemanlar yöntemi kullanılırken elde edilen katılık ve kütle matrislerinin simetrik ve de bol sıfırlı yapısından faydalanarak LU (Lower Upper) Ayrıklaştırma yöntemi kullanarak daha kısa sürede çözülmesi sağlanmıştır., In this work, optimum design of planar truss systems subject to stress, displacement, buckling and natural frequency constraints is considered. Joint positions of truss systems considered are fixed. Cross-sectional areas are used as the design variables, by this way, size optimization was applied. Furthermore topology optimization was considered that a definite minimum cross-sectional area value was defined, then according to the results of the optimization procedure, the members which have this minimum value were canceled due to their lack of usefulness in the point of rigidity. The objective of the optimization problem is to minimize the mass of the truss system subject to one load case. Static and dynamic responses of truss systems were obtained using finite element method and SQP (Sequential Quadratic Programming) was used for the optimization procedure. All results were compared with some benchmark problems that considered SLP (Sequential Linear Programming), FSD (Fully Stresed Design), etc. as optimization method. Then, the number of members in the truss systems were increased, as a result, the time elapsed began to increase exponentially. In order to increase the speed of the the solution process, LU (Lower Upper) Decomposition Method was used due to the symmetric and sparse structure of the stiffness and mass matrices that obtained during the finite element solution., Yüksek Lisans, M.Sc.