Search

Although genetic algorithm and multi-objective optimization techniques are widely used to solve problems in the design and manufacturing area, further improvements are required to develop more efficient techniques regarding multi-objective optimization problems. The main goal of the present research is to further develop and strengthen the genetic algorithm based multi-objective optimization approach to generate real-world design solutions in the automotive industry. In this research, a new hybrid approach based on Taguchi's method and a genetic algorithm is presented to achieve better Pareto-optimal set solutions for multi-objective design optimization problems. In addition, fatigue damage and life are also considered to evaluate the results of the design optimization process. The validity and efficiency of the proposed approach are evaluated and illustrated with test problems taken from the literature. It is then applied to a vehicle component taken from the automotive industry.

TAŞIT TASARIMI Ç N B LG SAYAR DESTEKL TASARIMOPT M ZASYON ALGOR TMASI GEL ŞT R LMESMehdi YILDIZÖZET:Otomobillerdeki gürültü ve titreşimler müşterilerin tercihlerini direk olaraketkiler hale gelmiştir. Satış sonrasında da müşterilerin kullandıkları araca karşı beğenisi,araçlarının ses ve titreşim özellikleri ile doğrudan ilişkilidir. Müşterinin beğenisininkazanılması, firmaların hem iç piyasada hem de dış piyasada daha rekabetçi olmasınısağlayacaktır. Artık günümüz şartlarında, müşterilerin otomobil alırken dikkat ettiklerien önemli unsur, konfor olarak karşımıza çıkmaktadır. Bir otomobilde konforbakımından en önemli parametreler de gürültü ve titreşimdir.Bu çalışmada bir otomobilin bilgisayar destekli sonlu elemanlar metodunadayalı gürültü ve titreşim analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapının gürültü ve titreşimkarakteristikleri belirlenerek aracın belirli frekanslarda yoğunlaşan gürültü ve titreşimnedenleri araştırılmıştır. Eş zamanlı olarak yapılan deneysel ölçümlerle analiz sonuçlarıkarşılaştırılarak uygulanan yöntemlerin doğruluğu tespit edilmiş ve ileride yapılacakbenzer çalışmalarda geliştirilen bu yöntemin tasarım evresinin erken safhalarındakullanılması ile çok maliyetli prototip imali ve çok zaman gerektiren test sayısınınazaltılması hedeflenmiştir.Bu çalışmada araç gövdesinin sonlu elemanlar modelinin oluşturulması veyapısal modal analizler Altair HyperMesh programında, akustik ve titreşim analizleri deLMS Virtual.Lab programında gerçekleştirilmiştir. Sonuçların karşılaştırılması içinLMS Test.Lab programı ve donanımları ile yapılan deneysel ölçümlerdenyararlanılmıştır.Anahtar kelimeler: Modal analiz ve modal test, gürültü ve titreşim, Sonlu Elemanlar DEVELOPMENT OF A COMPUTER AIDED DESIGN OPTIMIZATIONALGORITHM FOR VEHICLE DESIGNMehdi YILDIZABSTRACT:The noise in the vehicle compartment and the vibration on the vehicle bodywhich are very effective parameters for the preference of the humans. After the sale,pleased of the customers is associated with noise and vibration quality of the vehicle.The passenger comfort is key to competition between manufacturers. Any more, intoday conditions the most important thing for the customers is comfort and the mostimportant parameters for the comfort are noise and vibration.In this project, the noise and vibration analysis are made by the computer aidedfinite element method. The noise and vibration characteristics of the structure aredefined and the possible causes of the noise and vibration at a certain frequency havebeen investigated. The validation of the method is identified by the compare of thestructural analysis results with the experimental measurements which are made at thesame time. The object at the feature projects by using this improved method in the earlydesign phases is decrease the making of the expensive prototypes and the number of theexperimental test.The finite element model of the vehicle body and the structural modal analysisare created with the Altair HyperMesh, the NVH analysis is performed by the softwareVirtul.Lab of the LMS. For the compare of the results, the experimental measurementsare used which are performed in the LMS Test.Lab and using measurement systems.Keywords: Modal analysis, modal test, noise and vibration, FEM 136

Otomotiv endüstrisinde yolcu güvenliği, araç performansı ve yakıt ekonomisi üzerinde oluşan yeni gereksinimler doğrultusunda sektörde geliştirilmiş yüksek mukavemetli çeliklerin (Advanced High Stength Steels,AHSS) kullanımı günden güne artmaktadır. Geliştirilmiş yüksek mukavemetli çeliklerin kullanımıyla, mukavemetin artışı ile kazanılan avantajın yanısıra , malzemenin soğuk şekillendirilebilirliğinin azalışı ve geri yaylanma davranışının artışı gibi bazı dezavantajlarıda mevcuttur . Bu çalışmada örnek seçilmiş bir parça üzerinde farklı malzemeler kullanarak, soğuk şekillendirme ve geri yaylanma simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlarda farklı tür çelik sac malzeme kullanılarak yüzey basınçları, form verilebilirlik, geri yaylanma davranışları karşılaştırılmıştır. In the automotive industry, according to new needs occurring in passenger safety,vehicle performance, and fuel economy, the usage of Advanced High Strength Steels (AHSS) is increasing day by day in this sector. With the usage of Advanced High Strength Steels , in addition to getting the advantage of strength increase, there are some disadvantages like decrease of materials cold formability and increase in the action of springback. In this study, cold forming and springback simulations have been realised using different materials on the chosen sample piece. Using different kinds of steel materials in the simulations, conduct of contact pressures, formability and springback have been compared.

PurposeThe results obtained from previous studies are not found to be sufficient for hydrostatic bearing design optimisation since thermodynamic effects are not considered. Therefore, this research is presented with considering parameter variations based on thermodynamic effects for more efficient optimisation of bearing parameters.Design/methodology/approachSingle and multi‐criteria approaches were carried out to determine the hydrostatic journal bearing design parameters so that the total performance of the system is optimal.FindingsIt is seen that firstly, the results of single criteria approaches for minimum power, bearing coefficient and minimum temperature rise in circular hydrostatic axial journal bearings are not sufficient, secondly, there is a crucial need to consider multiple criteria optimisation cases and thirdly, thermodynamic effects must be taken into account for more efficient approach to compute the optimum values of bearing design parameters.Research limitations/implicationsFurther research is required to develop a genetic algorithm‐based optimisation for bearing design problems considering thermodynamic effects and multiple criteria approaches to compare the results of present study.Practical implicationsComparison of optimisation results of single and multi‐criteria approaches are given to show temperature variation effects on bearing performance.Originality/valueAlthough, there are some works related to design and optimisation of hydrostatic bearings, most of them consider the single criteria optimisation and thermodynamic effects are not usually taken into account. Therefore, this research is different than others since the present approach is implemented with thermodynamic effects and also not limited to single criteria approach.

ÖZETÜrün maliyetlerin yüksek olması nedeniyle rekabet etmede zorluklarlakarşılaşılması, endüstriyel işletmeleri kısa sürede, düşük maliyetli yüksek kaliteli vegüvenilir ürünler üretmeye yönlendirmiş ve bu amaca ulaşabilmek için optimizasyonyöntemleri geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemler başlangıçta gereksinimlerikarşılamasına rağmen karmaşık yapıdaki problemlerle karşılaşıldığında bu tekniklerinyetersiz kalması yeni yöntemlerin geliştirilmesini zorunluluk haline getirmiştir.1980'li yıllardan itibaren araştırmacılar optimum noktaya daha hızlı ve dahadoğru bir şekilde ulaşmada doğada mevcut canlı yaşam, beslenme ve üremefelsefelerinden yararlanmaya başlamışlardır. Genetik algoritmalar son yıllarda yaygınolarak kullanılan doğadan esinlenen yöntemlerden birisidir.Bu tez çalışmasının amacı mevcut yöntemler incelenerek bir yöntemineksikliğini o yönü üstün olan diğer bir yöntemle giderme ve mevcut yöntemlerin üstünözelliklerini kullanmaya dayanan bütünleşik tasarım optimizasyon yöntemigeliştirmektir.Bu tez kapsamında kısıt içeren problemlerin ve çok amaçlı test ve mühendislikproblemlerinin çözülmesi ile taşıt elemanlarının optimum tasarlanması için evrimteorisine dayanan genetik algoritmalar ile Japon mühendis Genichi Taguchi'nin robustdesign yaklaşımı entegre edilerek yeni bir bütünleşik (hybrid) optimizasyon metodugeliştirilmiş ve geliştirilen yöntemi doğrulamak için literatürde bulunan tek amaçlı veçok amaçlı test ve mühendislik optimizasyon problemleri çözülmüş ve geliştirilenyöntem üç adet taşıt elemanının çok amaçlı optimum tasarımı çalışmasınauygulanmıştır.Önerilen yöntem ile bulunan sonuçların şu ana kadar literatürde geliştirilenyöntemler ile bulunan sonuçlardan daha iyi olması bu tez kapsamında geliştirilen yeniyöntemin doğruluğunu kanıtlamaktadır.Kelimeler: Optimizasyon, Çok amaçlı optimizasyon, TaşıtAnahtarelemanlarının optimizasyonu, Genetic algoritmalar, Taguchi metodu, Emin tasarım,Hibrid yöntem ABSTRACTThe facing of the difficulties due to high product costs at competition forcedindustrial institutions to produce low-priced, high quality and reliable products in a shorttime and various methods are developed as a solution. Although these developedmethods were not able to meet the needs at first, insufficiency of these techniques whenit is met with complex structure problems, made it obligatory to develop new methods.Since 1980 the researcher have been using living and eating and reproductionprocesses of living to reach to optimum results. The second stage in developingprocesses of optimization is methods which use natural process as genetic algorithms, toreach optimum results.The last stage in optimization process is hybrid methods which are integradetwo or more methods.In this study, a new hybrid method is proposed to solve single and multiobjective test problems and to design vehicle elements which have optimum properties.The proposed new hybrid method based on genetic algorithms and Taguchi?s robustdesign approach.According to the proposed method, It was thought that optimum results couldbe achieved by the use of levels and level intervals of the design parameters that wereobtained as a result of developted single response taguchi approach while formingstarting population in genetic algorithms.Since the results which were found with proposed method are better than theresults which were found in literature the proposed method can use to solve single andmulti-objective optimization problems.Keywords : Optimization, Multi-objective optimization, Optimization ofvehicle elements, Genetic algorithms, Taguchi method, Robust Design, Hybrid method 127

The current paper presents a hybrid enhanced genetic algorithm that is developed for solving the optimization problems in design and manufacturing. The present approach is applied to optimize turning operation for the determination of cutting parameters considering minimum production cost under a set of machining constraints. A refined design space for population is introduced by integrating the robust parameter design concept into the genetic algorithm to solve multi-objective and single-objective optimization problems. First, the proposed approach is validated using test problems and metrics taken from literature. Finally, it is applied to the turning optimization problem. The computational experimental results show the effectiveness of the proposed approach in the turning optimization problem.

Otomotiv endüstrisinde yolcu güvenligi, araç performansı ve yakıt ekonomisi üzerindeolusan yeni gereksinimler dogrultusunda sektörde gelistirilmis yüksek mukavemetli çeliklerin(Advanced High Stength Steels,AHSS) kullanımı günden güne artmaktadır. Gelistirilmisyüksek mukavemetli çeliklerin kullanımıyla, mukavemetin artısı ile kazanılan avantajınyanısıra , malzemenin soguk sekillendirilebilirliginin azalısı ve geri yaylanma davranısınınartısı gibi bazı dezavantajlarıda mevcuttur . Bu çalısmada örnek seçilmis bir parça üzerindefarklı malzemeler kullanarak, soguk sekillendirme ve geri yaylanma simülasyonlarıgerçeklestirilmistir. Simülasyonlarda farklı tür çelik sac malzeme kullanılarak yüzeybasınçları, form verilebilirlik, geri yaylanma davranısları karsılastırılmıstır.Anahtar KelimelerGelistirilmis yüksek mukavemetli çelikler, soguk sekillendirme, geri yaylanma, çarpmasimülasyonu In the automotive industry, according to new needs occurring in passengersafety,vehicle performance, and fuel economy, the usage of Advanced High Strength Steels(AHSS) is increasing day by day in this sector. With the usage of Advanced High StrengthSteels , in addition to getting the advantage of strength increase, there are some disadvantageslike decrease of materials cold formability and increase in the action of springback. In thisstudy, cold forming and springback simulations have been realised using different materialson the chosen sample piece. Using different kinds of steel materials in the simulations,conduct of contact pressures, formability and springback have been compared.Keywords;Advanced high strength steels, cold forming, springback, crash simulation 62

This article describes an integrated and optimized product design framework to support the design optimization applications in concurrent engineering (CE). The significant consideration is given to show the effectiveness of hybrid approaches and how they can be used to improve the performance of integrated design optimization applications. The proposed approach is based on two-stages which are (1) the use of neural networks (NNs) and genetic algorithm (GA) with feature technology for integrated design activities and (2) the use of Taguchi’s method and GA for design parameters optimization. The first stage resulted in better integrated design solutions in terms of computational complexity and later resulted in a solution, which leads to better and more robust parameter values for multi-objective shape design optimization. The effectiveness and validity of the proposed approach are evaluated with examples.

ÖZET Makine tasarım optimizasyon problemleri, genellikle doğrusal olmayan yapıda, kısıtların yer aldığı ve çok sayıda tasarım değişkeninden oluşan çok amaçlı modeller olduğu için çoğu zaman analitik yöntemlerle çözülememektedir. Bu tip problemlerin çözümünde sayısal çözüm yöntemleri kullanılmakta ve gerekirse model üzerinde dönüşümler uygulanmaktadır. Problemin kısıt içermeyen bir yapıya veya doğrusal modele dönüştürülmesi sıkça kullanılan yaklaşımlardır. Son yıllarda, tasarım problemlerinin optimizasyonuna yönelik çalışmalar önem kazanmıştır. Birçok araştırmacı değişik yöntemler geliştirerek daha etkin optimumu bulmaya yönelik yaklaşımlar geliştirmeye çalışmaktadır. Bu çalışmada, literatürde mevcut makine tasarım test problemleri ele alınmıştır. Geliştirilen genetik algoritma tabanlı yaklaşım ile elde edilen sonuçlar literatürde yer alan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca ele alınan makine tasarım problemleri için uygun genetik parametreler araştırılmıştır. Bu çalışmada, karmaşık matematiksel modeller içeren çok amaçlı problemlerin klasik yöntemlerle çözümünde karşılaşılan zorlukları gidermek için şekil optimizasyonuyla entegre çalışan genetik tabanlı çoklu arama yaklaşımının geliştirilmesi ve tasarım problemlerine uygulanması işlemi gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. İlk kısımlarda genetik algoritmalar üzerinde durulmuş ve genetik algoritma kavramı açıklanmaya çalışılmıştır. Daha sonra şekil optimizasyonu konusu üzerinde durulmuş ve klasik şekil optimizasyon işleminin nasıl gerçekleştirildiği açıklanmıştır. ANSYS programında şekil optimizasyon işleminin nasıl gerçekleştiği açıklandıktan sonra şekil optimizasyonu ile entegre çalışan genetik algoritma tabanlı bir yaklaşım üzerinde çalışılmıştır. Son kısımda örnek makine tasarım problemleri ele alınarak bu problemlerin genetik algoritmalarla çözümü sonucu elde edilen sonuçlar, performans kriterleri doğrultusunda literatürde yapılan diğer çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Performans kriterleri bağlamında elde edilen kazanımlarınİİ literatürde mevcut sonuçlarla karşılaştırmaları yaklaşımın geçerliliği konusunda fikir verecektir. Ayrıca son kısımda, şekil optimizasyonuyla entegre çalışan genetik algoritma tabanlı yaklaşımın taşıt elemanlarının optimum tasarımında etkin olarak kullanılabileceğini araştırmak amacıyla ticari araçların sürgülü kapılarının belli bir eksende kızak üzerinde kayarak açılıp kapanması sağlayan taşıt sürgü kolunun şekil optimizasyonu çalışması yapılmıştır. Tasarım modeline genetik algoritma tabanlı şekil optimizasyonu uygulanarak taşıt sürgü kolunun optimum boyutlarına ulaşılmıştır. İİİ ABSTRACT Machine design optimization problems usually can not be solved with analytical methods because of having multi objective functions, large numbers of design variables and constraint functions. In the solution process of these problems numerical solution methods are used and if necessary transformations on the model are applied. Transforming of the problem to the unconstraint form or to the linear model approaches are frequently used approaches. In recent years, design optimization problem studies have been gained great importance. Many researchers have been worked to develop different approaches which have more effective optimum solutions. In this study, particularly product design test problems available in literature have been taken into account. The solutions obtained from the developed genetic algorithm based approach have been compared with the solutions available in literature. Besides, suitable genetic parameters have been investigated for the product design problem which examined in this study. In this study, the processes of developing the shape optimization approach which works with multi-search based genetic algorithm and applying to the product design problem have been carried out for eliminating the difficulties which are come across to the solutions of multi-objective problems in the complex mathematical models. In the first stage of this work, genetic algorithms have been discussed and have been tried to explain them. Then classic shape optimization process has been tried to explain. After the shape optimization technique works with ANSYS programme was explained, it has been studied on the approach that works with the genetic algorithm based shape optimization. In the last stages of this work, the solutions of the sample product design problems solved by other researchers in literature have been compared with performance criterions. In the view of performance criterions, the obtained advantages can be given an idea to the researchers when compared with the solutions available in the literature.IV In addition, to show the ability of using the shape optimization approach which works with genetic algorithms effectively in the optimum design of vehicle components, the study of shape optimization of the vehicle harrow arm which provides doors to open and close along a certain axis on the sledge has been done. Optimum dimensions of the vehicle harrow arm has been obtained, applying genetic algorithm based shape optimization to the design model. 95

ÖZET Genetik Algoritmalar simule ortamda varolan bir evrim biçimidir. Optimizasyon problemlerinde sıkça kullanılan Genetik Algoritmaların ele alındığı bu çalışmada, çok amaçlı bir optimizasyon problemi (en iyi çevrim oram ve minimum diş sayısı için dişli mekanizmasının optimizasyonu ) için bilgisayar programı yazılmış, genetik algoritma adımlarından çaprazlama ve mutasyon süreçleri için katsayı değişimlerinin problem üzerine etkileri incelenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Genetik Algoritmalar, Evrim, Dişli Mekanizması, Çok Amaçlı Sistemler, Çaprazlama Katsayısı, Mutasyon Katsayısı. 11 ABSTRACT Optimization of Multi Objective Systems via Genetic Algorithm Genetic Algorithms are evolutionary approaches where exist in a simultanary envoriment. In this study,a computer programme for a multi objective optimization problem (achiving a specific gear ratio between the driver and the driven shafts and obtaining minimum number of theets.) has been written in order to examine the effect of change of both mutation and crossover probability on the problem. KEYWORDS: Genetic Algorithms, Evolution, Gear Compound, Multi Objective Systems, Mutation Probability, Crossover Probability. 50

Türkiye’nin sürdürülebilir sosyal ve ekonomik kalkınmasının gerçekleşmesi hedeflerine katkısı olabilmesi için Otomotiv Yan Sanayii sadece üretim ile yetinmeyip, ürün tasarımı yapabilen bir konuma gelmelidir. Otomotiv yan sanayiinin üretim alanında elde edilen üstünlükleri koruması ve geliştirmesinin yanında, tasarım merkezi olma kavramını benimsemesi ve uygulamaya geçirebilmesi için gerekli stratejilerin belirlenmesi gerekmektedir. Bu nedenle, otomotiv yan sanayiinin tasarım yeteneği durum tespiti, öngörülen tasarım yeteneği ile ilgili stratejilerin ve gerekli politikaların belirlenmesi için bir proje yürütülmüştür. Bu makalede, proje çalışması ve sonuçları açıklanmıştır. The Turkish automotive parts manufacturers must gain an effective product design capability, in addition to manufacturing, for the support of the sustainable economic and social developments in Turkey. The strategies must be introduced to achieve this goal and to support the activities of the automotive parts manufacturers. Therefore, a project is carried out to analyze the design capability of the automotive parts manufacturers and to introduce an evaluation study. In this article, the main concern is given to present the project and to explain the conclusions drawn from this study.

In this research, neural networks (NNs) and genetic algorithms (GAs) are used together in a hybrid approach to reduce the computational complexity of feature recognition problem. The proposed approach combines the characteristics of evolutionary technique and NN to overcome the shortcomings of feature recognition problem. Consideration is given to reduce the computational complexity of network with specific interest to design the optimum network architecture using GA input selection approach. In order to evaluate the performance of the proposed system, experimental results are compared with previous NN based feature recognition research.

The present paper aims to contribute to dynamic and thermal analysis of the braking phenomenon. To this end, a dynamic model has been established. Using this model, the equation of motion of a car has been derived for straight line braking. In this context, firstly, the pressure variations in the brake hydraulic circuit versus pedal force have been determined. Afterwards, the expressions for friction torques and associated braking forces induced by hydraulic pressure have been taken into account, and substituted into the equation of motion of vehicle. In its last form, this equation has been numerically solved by means of the Newmark integration scheme; so, the distance travelled by car until stopping, along with its speed and deceleration, has been computed. Finally, a thermal analysis in the brake discs and drum has been carried out. An excellent agreement between numerical and test results has been observed. In addition, optimal pressure values for which the rear tyres do not go to lockup have been obtained.

In this paper, neural network- and feature-based approaches are introduced to overcome current shortcomings in the automated integration of topology design and shape optimization. The topology optimization results are reconstructed in terms of features, which consist of attributes required for automation and integration in subsequent applications. Features are defined as cost-efficient simple shapes for manufacturing. A neural network-based image-processing technique is presented to match the arbitrarily shaped holes inside the structure with predefined features. The effectiveness of the proposed approach in integrating topology design and shape optimization is demonstrated with several experimental examples.

The solutions that best optimize the design process must be determined using single-criterion and multicriteria approaches. In this research, a multicriteria optimization approach is carried out to determine the circular hydrostatic journal bearing design parameters based on the power requirement, the bearing coefficient and the minimization of the temperature rise of the oil, so that the total performance of the system is optimal. The optimization results of more than two criteria are presented and compared with previous research outcomes. Computational experimental results are given to demonstrate the effectiveness of the present approach.

ÖZET Günümüzde, sürekli gelişen bilim ve teknoloji sayesinde, incelenen araştırma konuları ve problemleri geçmiştekilere nazaran daha karışıktır. Bu karmaşıklığın nedeni, çözümü aranan problemi etkileyen parametre sayısının fazlalığı ve çözüm uzayının boyutunun büyümesinden kaynaklanmaktadır. Bununda sonucu olarak, geçmişte kullanılan yöntemler günümüz problemlerinin çözümüne cevap verememiş ve araştırmacıların yeni yöntemler üzerinde çalışmalar yapmalarına neden olmuştur. Son yıllarda, geleneksel yöntemlerle çözümü zor veya imkansız olan problemlerin çözümünde kullanılmak üzere Genetik Algoritmalar geliştirilmiş ve bu konuda çok çeşitli araştırmalar yapılmış ve hala yapılmaya devam edilmektedir. Bu çalışmada da son yıllarda kullanım alanları hızla genişleyen Genetik Algoritmalar incelenmiş ve bunların makine temel elemanlarının optimum tasarımında kullanılabilirliği incelenmiştir. Çalışmanın 3.1 numaralı bölümünde Genetik Algoritmaların yapısı, işleyişi ve uygulama alanları incelenmiştir. 3.2-3.5 numaralı bölümler arasında ise, makine temel parçalarından olan helisel basma yaylarının ve hidrostatik eksenel kaymalı yatakların, single ve multi objective optimum tasarım problemleri irdelenmiş ve Genetik Algoritmalar kullanılarak yazılmış program vasıtası ile optimum sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar daha önce yapılan çalışmalar île karşılaştırılarak Genetik Algoritmaların etkinliği incelenmiştir. Çalışmanın ekler bölümünde, helisel basma yayının optimum tasarımı için yazılan programın arayüzü, akış şeması ve algoritması verilmiştir. Anahtar Kelimeler : Genetik Algoritmalar, optîmizasyon, helisel basma yayı, hidrostatik eksenel kaymalı yatak ABSTRACT Nowaday, research subjects and problems in science and technology are more complex according to the past ones. Reason for the complexity are the large numbers of parameters and increase of solve space. Therefore, past methods are not answer to solve of present problems and recently researchs are looking for new methods. Genetic Algorithms are developed to solve complex problems that can not be solved in a traditional methods and various research on this subject carried on and there is a continuous research on this area. In this study, Genetic Algorithms are investigated and ît' s searched for usefulness on optimum design of machine components. In 3.1, Genetic Algorithms's structure, working and applications are investigated. In the 3.2-3.5, single and multi objective optimum design problems of helical compression springs and hydrostatic thrust bearing which are machine basic components are studied and optimum results are found by the program which is written using Genetic Algorithms. Genetic Algorithms' s effectiveness is investigated through the obtained results comparison with research studies. In appendixes, interface, flowchart and algorithm of writing program for helical compression spring optimum design are given. Keywords : Genetic Algorithms, Optimization, Helical Compression Spring, Hydrostatic Thrust Bearing 84

ÖZET Bu çalışmada, gelişen üretim teknolojileri ile birlikte günümüzde kullanımı artmakta olan, sac parçalarda derin çekme prosesi üzerinde durulmuş ve bu proseste en çok karşılaşılan problemlerden biri olan buruşma problemi incelenmiştir. Derin çekme kalıplarında meydana gelebilecek buruşma problemlerinin, parçanın ve kalıbın tasarımı aşamasında önceden belirlenebilmesi ve önleminin alınabilmesi için teorik çözüm araştırılmış ve ayrıca tasarım aşamasında bilgisayar destekli simülasyon yapılmıştır. Teori ve simülasyon sonuçları yapılan deney kalıbı ile karşılaştırmıştır. Yapılan bu karşılaştırma sonucunda derin çekme kalıplarında üretim aşamasında oluşabilecek istenmeyen durumlar önceden tespit edilebileceği ve önlemlerinin alınabileceği sonucuna ulaşılmıştır. ANAHTAR KELİMELER Derin çekme, Buruşma, Sac şekillendirme kalıplan ABSTRACT In this study, deep drawing process of the sheet-metal parts, which is an increasingly used process today, was emphasized, and wrinkling, one of the most common problems in this process, was discussed. Theoretical solutions were investigated for predicting and avoiding the wrinkling problems that can occur in deep-drawing tools, before designing the part and the tool, and a computerized simulation was also carried out. Theoretical and simulation results were compared to those of the testing tool. As a result of this comparison, it was concluded that the possible unwanted problems that can occur in production stage could be predicted and avoided beforehand. KEY WORDS : Deep-drawing, wrinkling, metal forming tools 73

Bu araştırmada, dairesel hidrostatik yataklarda, yatak için gerekli olan toplam gücün ve yatakta meydana gelen sıcaklık artışının minimum değerlerde kalması için tek ve çok kriterli eniyileme çalışmaları yapılmıştır. Önerilen yaklaşımın etkinliği, tek ve çok kriterli çalışmalardan elde edilen sonuçların karşılaştırılması ile verilmiştir. Elde edilen sonuçlar temelinde, hidrostatik yatak tasarımlarında çoklu kriterin tercih edilmesi önerilmiştir. Örnek bir uygulama çalışması ile önerilen yaklaşımın etkinliği gösterilmiştir. In this research, single and multiple-criterion optimisation approaches were carried out to determine the circular hydrostatic journal bearing design parameters for the minimisation of total power requirement and for the minimisation of the temperature rise of the oil, so that the total performance of the system is optimal. The efficiency of proposed approach is verified comparing the results of single criteria optimization with multicriteria optimisation. In this paper, computer-aided design optimization approach for hydrostatic bearings is proposed as an efficient method compared to single criteria optimisation. Sample results are presented to verify the proposed approach. Key Words: Hydrostatic bearings, Multicriteria-optimization, Computer-aided optimisation.

ÖZET Kaynakların kıt olduğu ve verimliliğe ihtiyaç duyulan günümüz rekabet şartlan mühendisleri daha ekonomik tasarımlar yapmaya zorlar. Tasarlanan parçanın kendisinden beklenilen fonksiyonu yerine getirmesi yarımda ekonomik olması da günümüz rekabet şartlarında oldukça önemlidir. Bu durum parçaların mümkün olduğu kadar kendi özelliklerine yakın tasarlanmasını zorunlu kılar. Bu tez kapsamında otomobillerin ön süspansiyon sisteminde kullanılan salıncak kolunun, sırasıyla topoloji ve şekil optimizasyonu yapılarak mevcut şartlarda emniyetli çalışacak şekilde kütle % 14.3 oranında azaltılmıştır. Optimizasyon sonucu elde edilen salıncak kolunun yorulma analizi yapılmıştır. ANAHTAR KELİMELER CAD, Optimizasyon, Şekil Optimizasyonu, Topoloji Optimizasyonu, Hassasiyet Analizi, Salıncak Kolu, Yorulma Analizi, I-DEAS, ANSYS ABSTRACT The low level of resources, the need for efficiency and competition force the engineers to consider more economic designs. The designed elements have to satisfy the required functions and also they required that must be more economic under nowadays competitive concept. This situation the design should be as close as their material specifications itself. In this study, the swing bar used in front suspension system was taken into account to reduce the weight of the bar. The topology and shape optimization were carried out and by satisfying safety conditions and mass of the element reduced at the rate of 14th percent. The fatigue analysis of swing bar was also carried out to evaluate optimization results. KEY WORDS CAD, Optimization, Shape Optimization, Topology Optimization, Sensitivity Analysis, Swing Arm, Fatigue Analysis, I-DEAS, ANSYS 109

Bilindiği üzere, bir mühendislik yapısını tasarlarken yapıya ait boyutlar, cisme ger çekte etkiyen veya ileride etkimesi muhtemel kuvvetleri emniyetle taşıyabilecek şekilde seçilir. Bu, cismin (makinenin) veya ona ait herhangi bir parçanın görevini doğru bir şekilde yapması ve ömrünü uygun bir sürede tamamlamasını sağlatma isteği nedeniyledir. Tasarım ya da revizyon esnasında parçanın görevi ile ilintili olarak diğer parçalarla ilişki leri, ağırlığı, mukavemeti, ısıl nitelikleri, kinematik ve dinamik konulan göz önünde bu lundurulur. Parçanın görevini yapması yanında, tasarımın ekonomik (maliyetinin düşük) olması da gerekir. Bu da bitmiş parçanın mümkün olduğu kadar kendi özelliklerine yakın tasarlanması gerektiğini gösterir. Mühendisler, mekanik analizde bir parçanın mukavemetini, rijitliğini (deformasyon karakteristiği) ve stabilitesini bilmek isterler. Bunun için çoğunlukla problemi kapalı formda ifade eden bir diferansiyel denklem ve bu diferansiyel denklemin sınır şartlarına maruz özel çözümünü aralar. 17. Yüzyıldan beri bilinen 'şekil değiştirebilen cisimler me kaniğinin' yetişemediği yerler için 'elastisite teorisi', 'ideal plastik cisimler teorisi'... vs. gibi yaklaşımlar geKştirilmiştir. Ancak gerek geometriksel ve malzemesel non- lineritelikler gerekse olayların oldukça karmaşık olmalarından dolayı bu yöntemler de çok yetersiz olmaktadır. Altı on yıl önce ortaya çıkan 'sonlu farklar yöntemi' ve son üç on yılda geliştirilen 'sonlu elemanlar yöntemi' gibi sayısal çözümler sayesinde bu tip problemler artık rahat bir şekilde çözülebilmektedir. Her nümerik çözüm yöntemi gibi elle çözümü oldukça külfetli ve hantal olan FEM, bilgisayar işlemci/bellek donanımlanndaki, bilgisayar algoritmalarındaki (veri ta banı oluşturma, katılık garantisi...) gelişmelerin paralelinde ve yöntemin doğasındaki es neklik nedeniyle oldukça rağbet görmüştür. Buradan yola çıkılarak tasarım için yeni açılımlar yapılmıştır. Optimizasyon konusu da bu açılımlardan biridir. Bu tezin hazırlandığı zamanda, bu tip CAD programlarına optimizasyon modülleri çoktan girip, gerek akademilerde gerekse askeri ve ticari kurum ve kuruluşlarda daha ileri düzeylerde optimizasyon teknikleri üzerinde araştırmalar de vam etmekteydi. Bu tezde, önce CAD programlarının matematiksel ve mantıksal arka planı ele a- lınmıştır. Daha sonra ileriye yönelik olarak lineer elastisite teorisine değinilmiş ve aka binde optimizasyon konusu açıklanmıştır. Mevcut yönelimin optimizasyon sistemleri olduğu göz önünde bulundurularak hassaslık analizi, parametrik tasarım ve topolojik optimizasyon uygulamaları için I-DEAS ve ANSYS programlan kombine olarak kulla nılmıştır. Buraya kadar kurulan bütün bilgiler, bir otomobil firmasının salıncak kolu par çasının revizyonu esnasında kullanılmıştır. Tez sonucunda verilen yükleme ve sınır şartlan altında salıncak kolu parçasında, mevcut gerilmeyi tedirgin etmeden %15 kütle indirgemesi yapılmıştır. Bu da bize, bir makinenin tasarımının iyileştirilmesi sürecinin bize neler kazandıracağı hakkında bilgi vermektedir. As it is known, when a structure of engineering is designed, its dimensions are chosen in a manner that in security they can carry forces which will effect die body actually or potentially. Reasons of these considerations are to provide properly operating condition of the body (machine) and its parts as well as to secure its life span. During the design and re-design, duty of the parts in relation of the other parts, its weight, its resistance, thermal features, cinetic and dynamic issues are taken in to the consideration. Besides execution of its duty propedy, also design of the part must be economic (its cost prices must be low). This shows us that the completed parts must be designed as possible as beign approximted its own features. In mechanical analysis, engineers want to know resistance, rigidity (characteristic of deformation) and stability of a part. In order to meet this needs they look for a differential equation which states the problems in an impilicit form as well as provide special solution which undergone the boundary conditions of this differential equation. For compensating the deficiencies of "the mechanics of changeable forms" which was known since 17. Century, others approaches (such as elasticity theory, theory of ideal plastic bodies) has been developed. But because of whether geometrical and material non Jinear or higly complex facts, also these methods are very insufficient. Now, by means of the numerical solutions such as Finite Differences Method which had appeared before 60 years and Finite Element Method which was beign developed in last 30 years, these kind of problems can be solved easily. Solution of FEM by hand is higly difficult and clumsy like each numerical solution methods. By means of the developments of the area of computer processor/memory equipment and computer algorithms (data base formation, rigidity guarantee...) and the elasticity in the nature of the method, it has been demanded very much. New expansions have been done from this way. In the course of preparing this thesis, optimisation modules was used in this type CAD programs. Also research on more developed optimİ2ation technic was continuing in some academies, military and commercial institutions and establishments. In this thesis, at first, mathematical and logical background of CAD programs was analysed. Later linear elasticity theory was considered and then matter of optimization was explained. By considering that the recent intention is toward the optimization systems, I-DEAS and ANSYS programs was used for sensitivity analysis, parametric study, topological optimization applications as combined. All information that has been established up to here was used during the re-design of SLA of an automobile firm. At the end of the thesis, under the loads and boundary conditions, 15% mass has been reduced without apprehension existing stress in the SLA, This gives information about what can be gained from the improving process of the design of a machines.

ÖZET Bu çalışmada, günümüzde kullanımı artmakla olan sac parçaların üretiminde kullanılan kalıpların tasarımı ve sac parçaların işlem planlaması üzerinde durulmuştur. Kesme kalıbının tasarımında oplimizasyon teknikleri ve paraınelrik tasarım yöntemleri kullanılarak tasarımın hızı ve doğruluğu artlırılınaya çalışılmıştır. İşlem planlama kısmında, işlemler, bükme öncesi, bükme işlemleri ve bükme sonrası olmak üzere 3 ana gruba ayrılmışlardır. Bu çalışmada en çok bükme işlemlerinin kendi aralarında sıralanması üzerinde durulmuş ve bu amaçla geliştirilen iki ayrı yöntem anlatılmış, örnek parça üzerinde bu yöntemler gösterilmiştir. ANAHTAR KİİLİMİİLHR: Sac parçalarda proses planlama, kalıp tasarımı, oplimizasyon, paramelı ik tasarım ABSTRACT The die design and process planning of sheet mclal parts arc two major subjects of this thessis. Consuming of sheet metal parts arc rapidly increasing in nowadays industry. Optimization techniques and parametric design steps are used to automate and enhance the efficiency of die-design steps. In process planning, operations of sheet metal parts are divided to three main groups; (1) Pre-bend processes, (2) bending processes and (3) post-bend processes. In this research, the main issue was to determine to optimum sequencing of bending operations. Two different approaches, precedence constraint based method and critical tolerance oriented method, were presented, and experimental results for sample sheet mclal parts are given to show the validity of proposed algorithm. KEY WORDS: Sheet metal process planning, die design, optimization, parametric design. 85

ÖZET Bilindiği üzere, bir mühendislik yapısını tasarlarken yapıya ait boyutlar, cisme ger çekte etkiyen veya ileride etkimesi muhtemel kuvvetleri emniyetle taşıyabilecek şekilde seçilir. Bu, cismin (makinenin) veya ona ait herhangi bir parçanın görevini doğru bir şekilde yapması ve ömrünü uygun bir sürede tamamlamasını sağlatma isteği nedeniyledir. Tasarım ya da revizyon esnasında parçanın görevi ile ilintili olarak diğer parçalarla ilişki leri, ağırlığı, mukavemeti, ısıl nitelikleri, kinematik ve dinamik konulan göz önünde bu lundurulur. Parçanın görevini yapması yanında, tasarımın ekonomik (maliyetinin düşük) olması da gerekir. Bu da bitmiş parçanın mümkün olduğu kadar kendi özelliklerine yakın tasarlanması gerektiğini gösterir. Mühendisler, mekanik analizde bir parçanın mukavemetini, rijitliğini (deformasyon karakteristiği) ve stabilitesini bilmek isterler. Bunun için çoğunlukla problemi kapalı formda ifade eden bir diferansiyel denklem ve bu diferansiyel denklemin sınır şartlarına maruz özel çözümünü aralar. 17. Yüzyıldan beri bilinen 'şekil değiştirebilen cisimler me kaniğinin' yetişemediği yerler için 'elastisite teorisi', 'ideal plastik cisimler teorisi'... vs. gibi yaklaşımlar geKştirilmiştir. Ancak gerek geometriksel ve malzemesel non- lineritelikler gerekse olayların oldukça karmaşık olmalarından dolayı bu yöntemler de çok yetersiz olmaktadır. Altı on yıl önce ortaya çıkan 'sonlu farklar yöntemi' ve son üç on yılda geliştirilen 'sonlu elemanlar yöntemi' gibi sayısal çözümler sayesinde bu tip problemler artık rahat bir şekilde çözülebilmektedir. Her nümerik çözüm yöntemi gibi elle çözümü oldukça külfetli ve hantal olan FEM, bilgisayar işlemci/bellek donanımlanndaki, bilgisayar algoritmalarındaki (veri ta banı oluşturma, katılık garantisi...) gelişmelerin paralelinde ve yöntemin doğasındaki es neklik nedeniyle oldukça rağbet görmüştür. Buradan yola çıkılarak tasarım için yeni açılımlar yapılmıştır. Optimizasyon konusu da bu açılımlardan biridir. Bu tezin hazırlandığı zamanda, bu tip CAD programlarına optimizasyon modülleri çoktan girip, gerek akademilerde gerekse askeri ve ticari kurum ve kuruluşlarda daha ileri düzeylerde optimizasyon teknikleri üzerinde araştırmalar de vam etmekteydi. Bu tezde, önce CAD programlarının matematiksel ve mantıksal arka planı ele a- lınmıştır. Daha sonra ileriye yönelik olarak lineer elastisite teorisine değinilmiş ve aka binde optimizasyon konusu açıklanmıştır. Mevcut yönelimin optimizasyon sistemleri olduğu göz önünde bulundurularak hassaslık analizi, parametrik tasarım ve topolojik optimizasyon uygulamaları için I-DEAS ve ANSYS programlan kombine olarak kulla nılmıştır. Buraya kadar kurulan bütün bilgiler, bir otomobil firmasının salıncak kolu par çasının revizyonu esnasında kullanılmıştır. Tez sonucunda verilen yükleme ve sınır şartlan altında salıncak kolu parçasında, mevcut gerilmeyi tedirgin etmeden %15 kütle indirgemesi yapılmıştır. Bu da bize, bir makinenin tasarımının iyileştirilmesi sürecinin bize neler kazandıracağı hakkında bilgi vermektedir. ANAHTAR KELİMELER CAD, Modelleme, Veritabanı, Kübik Eğri ve Yüzeyler, Lineer Elastisite Teorisi, Optimizasyon, Topolojik Optimizasyon, Hassaslık Analizi, Salıncak Kolu, Kütle İndir geme, I-DEAS, ANSYS ABSTRACT COMPUTER AIDED DESIGN and SHAPE OPTIMIZATION As it is known, when a structure of engineering is designed, its dimensions are chosen in a manner that in security they can carry forces which will effect die body actually or potentially. Reasons of these considerations are to provide properly operating condition of the body (machine) and its parts as well as to secure its life span. During the design and re-design, duty of the parts in relation of the other parts, its weight, its resistance, thermal features, cinetic and dynamic issues are taken in to the consideration. Besides execution of its duty propedy, also design of the part must be economic (its cost prices must be low). This shows us that the completed parts must be designed as possible as beign approximted its own features. In mechanical analysis, engineers want to know resistance, rigidity (characteristic of deformation) and stability of a part. In order to meet this needs they look for a differential equation which states the problems in an impilicit form as well as provide special solution which undergone the boundary conditions of this differential equation. For compensating the deficiencies of `the mechanics of changeable forms` which was known since 17. Century, others approaches (such as elasticity theory, theory of ideal plastic bodies) has been developed. But because of whether geometrical and material non Jinear or higly complex facts, also these methods are very insufficient. Now, by means of the numerical solutions such as Finite Differences Method which had appeared before 60 years and Finite Element Method which was beign developed in last 30 years, these kind of problems can be solved easily. Solution of FEM by hand is higly difficult and clumsy like each numerical solution methods. By means of the developments of the area of computer processor/memory equipment and computer algorithms (data base formation, rigidity guarantee...) and the elasticity in the nature of the method, it has been demanded very much. New expansions have been done from this way. In the course of preparing this thesis, optimisation modules was used in this type CAD programs. Also research on more developed optimİ2ation technic was continuing in some academies, military and commercial institutions and establishments. In this thesis, at first, mathematical and logical background of CAD programs was analysed. Later linear elasticity theory was considered and then matter of optimization was explained. By considering that the recent intention is toward the optimization systems, I-DEAS and ANSYS programs was used for sensitivity analysis, parametric study, topological optimization applications as combined. All information that has been established up to here was used during the re-design of SLA of an automobile firm. At the end of the thesis, under the loads and boundary conditions, 15% mass has been reduced without apprehension existing stress in the SLA, This gives information about what can be gained from the improving process of the design of a machines. KEYWORDS CAD, Modelling, Database, Cubic curves and surfaces, Linear Elasticity Theory, Optimization, Topological Optimization, Sensitivity Analysis, SLA, Reduction Mass, I-DEAS, ANSYS 117

Özet Günümüzde tasarım ve üretim faaliyetlerinde bulunan firmalar için büyük öneme sahip olan Bilgisayar Destekli Tasarım ve Üretim (CAD/CAM) sistemlerinin seçimi, bilimsel metotlar kullanılarak gerçekleştirilmelidir. Bu amaçla gerçekleştirilen bu çalışmada, otomotiv sanayine yan sanayi olarak hizmet veren bir firmada CAD/CAM Sistemi seçim süreci incelenmiştir. Mevcut sistemin değiştirilme nedenlerinin ortaya konulmasının ardından, sistem seçimi için bölüm sorumlularından ve kullanıcılardan oluşan bir değerlendirme ve seçim ekibi oluşturulmuştur. Firmanın ihtiyaçları belirlenmiş, pazardaki sistemler araştırılmış, ardından firmanın ihtiyaçlarına göre belirlenen değerlendirme kriterlerinin ışığı altında sistemlerin detaylı incelemesi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar bir karar destek yöntemi olan Analitik Hiyerarşi Yöntemi kullanılarak değerlendirilmiş ve seçim gerçekleştirilmiştir. 11 Abstract Selection of Computer Aided Design and Manufacturing (CAD/CAM) systems, of which have great importance for the companies that are dealing with design and production activities, should be done by using scientific methods. In this paper, a CAD/CAM selection process realized in a supplier company in automative industry is studied for this purpose. After establishing the reasons for changing the present CAD/CAM system, a selection and evaluation team is formed with the participation of users and division chiefs. The requirements of the company are determined, the systems on the market are searched and then systems are deeply examined according to the evaluation criteria derived from the requirements of the company. The results are evaluated with Analytic Hierarchy Process which is a decision support sistem. 220

ÖZET Bu çalışmada, eksenel hidrostatik kaymalı yataklar incelenmiştir. Eksenel hidrostatik kaymalı yatakların dairesel ve halka yuvalı tipleri ele alınmıştır. Dairesel ve halka yuvalı eksenel hidrostatik kaymalı yataklarda hesaplanması gereken büyüklükler olan yük taşıma kabiliyeti, debi, sürtünmeye harcanan güç, pompa için gerekli olan güç, yatak için gerekli olan toplam güç ve sıcaklık artışı bağıntıları çıkarılmıştır. Bağıntıları elde ederken yarıçap oranlarına göre kuvvet, debi, pompa gücü ve sürtünme gücü katsayıları boyutsuz olarak tanımlanmıştır. Dairesel ve halka yuvalı eksenel hidrostatik kaymalı yataklarda, yarıçap oranlarına bağlı olarak kuvvet, debi, pompa gücü ve sürtünme gücü katsayılarının değişimleri incelenmiştir. Dairesel ve halka yuvalı eksenel hidrostatik kaymak yataklarda, yağ film kalınlığına, yarıçap oranlarına ve devir sayısına göre debi, sürtünmeye harcanan güç, pompa için gerekli olan güç, yatak için gerekli olan toplam güç ve sıcaklık artışları incelenmiştir. Dairesel ve halka yuvalı eksenel hidrostatik kaymalı yataklarda yatak için gerekli olan toplam gücün minimum olması istenmektedir. Kullanılan yağın ömrünün uzun olması için yatakta meydana gelen sıcaklık artışının da az olması istenir. Dairesel ve halka yuvalı eksenel hidrostatik kaymalı yataklarda öncelikle yatak için gerekli olan toplam gücün minimum olması için optimizasyon çalışması yapılmıştır. Her iki yatak tipi için yatak katsayısı tanımlanmıştır. Boyutsuz olarak tanımlanan yatak katsayılarına göre çalışmalar yapılmıştır. Ayrıca yatakta meydana gelen sıcaklık artışının, minimum olması için de çalışmalar yapılmıştır. Her üç kritere göre tek tek elde edilen sonuçlar yeterli görülmemiştir. Lagrange çarpan teoremi kullanılarak, toplam gücün minimum olması ve sıcaklık artışının minimum olması için her iki kriter birlikte ele alınarak optimizasyon çalışması yapılmıştır. Ayrıca toplam güç ve yatak katsayısı, sıcaklık artışı ve yatak katsayısı beraber değerlendirilerek optimizasyon çalışması yapılmıştır. Altı farklı çalışma sonucunda elde edilen yağ film kalınlığı değerleri debi, sürtünmeye harcanan güç, pompa için gerekli olan güç, yatak için gerekli olan toplam güç ve sıcaklık artışı bağıntılarına uygulanmıştır. Elde edilen bu değerler ayrıca karşılaştırılmıştır. Yatak için gerekli olan toplam güç ve kullanılan yağın ömrü için, minimum toplam güç ve minimum sıcaklık farkının beraber incelendiği optimizasyon çalışma sonuçlarının uygun olduğu tesbit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Hidrostatik sıvı sürtünmesi, hidrostatik yağlama, eksenel hidrostatik kaymalı yataklar, optimizasyon, Lagrange çarpan teoremi, ABSTRACT In this study, hydrostatic thrust journal bearings are investigated. Load capacity, volumetric flow rate, frictional power loss, pumping power, total power and temperature increase relations that are required in circular and circular grooved hydrostatic thrust bearings are derived. In the derivation of relations, dimensionless force, volumetric flow rate, pumping power and frictional power coefficients are defined according to radius ratios. In circular and circular grooved thrust bearings, the variations in the coefficients of force, volumetric flow rate, pumping power and frictional power as investigated. In circular and circular grooved thrust bearings, volumetric flow rate, frictional power, pumping power, total power and temperature increase according to oil film thickness, radius ratios and revolution per minute are investigated. In circular and circular grooved thrust bearings, rninimum total power is desired. It is also desired minimum temperature increase for long oil life. Firstly, optimization study is performed in order to minimise the total power in the circular and circular grooved thrust bearings. Bearing coefficients are defined for both bearing types. Optimization study is performed according to dimensionless bearing coefficients. In addition, optimization study is performed to minimize temperature increase in bearings. The results that are obtained apart from each other according to each three criteria are evaluated as inadequate. So to minimize total power and temperature increase, optimization study is performed considering each to criteria simultaneously by using the method of Lagrange multipliers. In addition another optimization study is performed by evaluating total power and bearing coefficient together temperature increase and bearing coefficient. Oil film thickness values as a result of six different optimization studies are applied to relations of volumetric flow rate, frictional power, pumping power, total power and temperature increase. Obtained results are compared each other. Satisfactory results are obtained in the optimization study that is performed by considering total power and long oil life together minimum temperature difference. Keywords: hydrostatic flow friction, hydrostatic lubrication, hydrostatic thrust journal bearings, optimisation, theory of Lagrange multipliers. 120

ÖZET Kalıp tasarım adımlarının otomasyonu çalışmasının amacı, tasa rım adımlarında tecrübe faktörünü azaltmak ve terinin sürelerini kı saltmaktır. Tecrübeye bağlı sezgisel işlem adımlarının en aza indirgenmesi doğrultusunda parametrik tabanlı bir algoritma oluşturul muştur. Algoritma adımları, sistematik tasarım yaklaşımı ve bilgisayar desteğinin kullanılması çerçevesinde düzenlenmiştir. Belirlenen işlem adımları için gerekli kalıplar standart parça katalogları yardımıyla belirlenmiştir. Örnek bir kalıp çalışması ile geliştirilen algoritma ve bilgisayar kullanım desteğinin kalıp tasarım otomasyonuna olan katkısı açıklanmıştır. II ABSTRACT This research deals with recent work on die design automation to reduce heuristic approaches and lead time through design steps of dies. Computer aided design die design algorithm is developed to reduce skilled die designer interaction during design. The approach is derived from systematic and computer aided design concepts. The die design outlines are completed by using standard part catalogues. At the end, a case study is given to show the design steps of proposed algorithm. 193

This paper presents an algorithm based on the geometric programming approach for metal-cutting machining variables optimization. The approach is applied for single-pass operations. The cost is the objective minimization function and subject to machining constraints such as machine power, surface finish qualities, ete. The proposed algorithm will be integrated into CNC tool path simulation program which is developed for TOFAŞ automotive factory. Bu makalede, metal kesme işlemlerinde makine değişkenlerinin optimizasyonu anlatılmıştır. Önerilen yöntem tek pasolu metal kesme işlemleri için geliştirilmiştir. Maliyetin minimize edilecek amaç fonksiyon olarak seçildiği bu çalışmada, kısıtlayıcı fonksiyonlar; makine gücü, yüzey kalite değerleri vb. şeklindedir. Sunulan algoritma, TOFAŞ otomobil fabrikası için geliştirilen CNC kesici yolu benzetimi programına entegre edilecektir.

Today, the automotive industry is faced with more pressure to realise higher quality products, lower production costs and shorter lead times. The key to the success of organisations is the effective integration of design and other downstream applications such as machining, process planning, analysis, assembly, inspection etc. This paper reviews the current research in feature recognition and neural network applications in feature-based environments. The central issues associated with feature-based environments and drawbacks of the current approaches are addressed. The future research directions and proposals to overcome the shortcomings are presented.

ÖZET Bu çalışmada ürün tasarımı ile işlem planlama arasındaki bütünleşmeyi sağlamak için geliştirilen bir sistem ve yöntemden bahsedilmiştir. Bu bütünleşme bilgisayar destekli tasarım - kurgu planlama ve aparat planlama arasında oluşturulmuştur. Sistem; unsur çıkarma ve tanıma, kurgu planlama ve aparat planlama olmak üzere üç aşamadan oluşmuştur. Kurgu ve aparat planlama için gerekli imalat bilgileri üç boyutlu parça modeli üzerinden alınmış, böylece hem geometrik hem de geometrik olmayan parça özellikleri elde edilmiştir. Bazı unsurlar model üzerinden doğrudan çıkarılmış, diğerleri ise unsur tanıma ile belirlenerek imalat unsurları elde edilmiştir. Öncelik matris analizi ile unsurların işleme sıralarının elde edilmesi için tolerans bilgileri ve unsurlar arası geometrik ilişkiler kullanılmıştır. Unsurların gruplanarak kurgu planlarının oluşturulması için takım yaklaşım yönleri kullanılmıştır. Mümkün unsur işleme sıraları oluşturulmuş ve en az kurguyu oluşturacak sıra dikkate alınmıştır. Bilgisayar bütünleşik imalat ortamında, tasarım ile imalat arasındaki bağı sağlayan aparat tasarımı, işlem planlamanın en önemli yapı taşlarından birisidir. Destek, dayama ve bağlama elemanlarının parça üzerine yerleştirilmeleri için yerleştirme kuralları tanımlanmıştır. Modüler aparat elemanları kullanılarak her bir kurgu için aparat konfıgürasyonları otomatik olarak oluşturulmuştur. Elde edilen aparat konfigürasyonunun doğrulanması için sonlu elemanlar modeli üzerinde işleme operasyonları tanımlanmıştır. Analiz işleminde takımın parça üzerindeki hareketi ve talaş kaldırılması da dikkate alınmıştır. Önerilen analiz modeli ile takımın işleme boyunca dengesinin bozulmaması ve dayama elemanlarından ayrılmaması için gerekli bağlama kuvvetleri hesaplanmıştır. ABSTRACT The purpose of this research is to develop a system and a methodology that allows the integration of product design with process planning. The task is achieved through an integrated CAD - set-up planning - fixture planning. The system consist of three major modules, namely, feature extraction and recognition, set-up planning and fixture planning. These modules are linked to a commercial CAD software. The manufacturing information of a part required for set-up and fixture planning is extracted from the 3D geometric model, thereby both geometric and non-geometric attributes of a part can be obtained. Some of the features are extracted and the others are recognized from a feature based model of a part. Tolerance and geometric relationships between manufacturing features are taken into account in order to obtain the sequence of features using precedence matrix algorithm. Tool approach directions of features are used to group of features into set-ups. An optimisation approach is developed to find the optimal plans from all the feasible feature sequences. The criteria used is the minimum number of set-ups. Fixture planning is an important part of CAPP which is the link between design and manufacturing in a CIM environment. Rules are defined for support, locator and clamp placement based on these and a number of other commonly accepted machining practices. Fixture configuration are produced for every set-up using modular fixture elements. In order to verify the fixture configurations, machining operations are simulated on a finite element model. The model is analyzed respect to tool movement and chip removal. The proposed analysis model determines the clamping forces required to maintain the equilibrium of the workpiece during the process of machining. Keywords: feature-based model, manufacturing features, feature extraction, set-up planning, fixture, fixturing, computer aided fixture planning, automatic fixture configuration, dynamic analyis of fixtures. 168

This paper describes an algorithm based on the dynamic programming approach for metal-cutting machining variables optimization. The multistage optimisation principles of dynamic programming are used to so/ve the cost function for multi-pass metal cutting operations. The proposed algorithm will be integrated into CNC tool path simulation program which is developed for TOFAŞ automotive factory. Bu makalede, metal kesme işlemlerinde makine değişkenlerinin optimizasyonunda dinamik programlama yaklaşımı anlatılmıştır. Dinamik programlamanın çoklu adım optimizasyon kuralları, çok pasolu metal kesme işlemlerinin maliyet esaslı optimizasyonunda kullanılmıştır. Önerilen algoritma, TOFAŞ otomobil fabrikası için geliştirilen CNC kesici yolu benzetimi programına entegre edilecektir.

ÖZET Değişen dünyamızda imalatın herhangi bir safhasında kaybolan zamanı önlemek kaçınılmazdır. Bu çalışmada, sac metal kalıpçılığında modüler tasarım incelenip bununla ilgili bir veri tabanı oluşturuldu. Yine bu çalışmada, bazı giriş değerlerine karşılık sistemin kalıp değişkenlerinin parametrik olarak nasıl değiştiği de incelendi. Ill ABSTRACT In our changing world it is essential to prevent wasted time at any stages of the manufacturing process. In this study, modüler die design structure in sheet metal forming was examined and a database formed. How the die variables responded to this parametrically was examined for input values. 55

This paper describes the use of features to interface CAD to CAPP. The introduction of computing technology and integration is a key factor towards the successful implementation of automated production process. The lack of automated communication between CAD and CAPP is the weak Feint of traditional CIM-based systems. FBD (feature-based design) is a key factor towards design and process planning integration from a process planning point of view. In this paper, proposed feature-based set-up planning and modular fixture design system is presented.

In this research, the approaches of machining feature-based design and precedence matrix algorithm are combined to automate the process planning task and to generate the machining groups for set-ups, The objective of the presented algorithm is overcome the shortcomings of existing CAPP systems, Parts are described in terms of machining features which consist of geometric and non-geometric information linked to design and manufacturing, Machining feature based-design provides the component description to the process planning which consists of attributes required for automation.

öz Bu çalışmada ilk olarak literatürde yer alan aparat tip ve çeşitleri incelenmiş ve elli farklı aparat içeren bir aparat kütüphanesi oluşturulmuştur. Aparat kütüphanesinde bulunan aparatların teknik resimleri I-DEAS paket programının Drafting modülü ile çizilmiştir. Kütüphanedeki aparatlar; prizmatik, silindirik, kap şekilli ve düzlemsel parça şekillerine uygun tarzdadır. Talaşlı işlem çeşitliliği düşünülerek bu parça tiplerine uygulanacak operasyon tipleri frezeleme ve matkap ile delme işlemleri ile sınırlanmıştır. İş parçası konumlama - yerleştirme, bağlama prensipleri ve kullanılan yardımcı eleman tipleri incelenmiştir. İfadenin semboller ile tanımı olan kodlama prosedürü Grup Teknolojisi ve kodlama yapıları işlendikten sonra aparatlar kodlanmış ve gruplanmıştır. Bu kod yapısını kullanarak; iş parçasına ve istenen talaşlı işleme uygun aparatlardan oluşan bir aparat grubuna ulaştıran algoritma oluşturulmuştur. Bu algoritmada kullanıcının puanlaması ile gruptaki aparatlardan en uygun olanı seçilebilmektedir. Algoritma Turbo Pascal 6.0 programlama dilinde yapılan program ile de desteklenmiştir. ABSTRACT This study is primarly concerned with construction of a library database that contains fifty different types of Jigs and Fixtures which have found practical use in the industry with the help of the literature survey achieved. The technical drawings of the Jigs and Fixtures are utilized by using the drafting module of I-DEAS software. The Jigs and Fixtures existing in the library database are applicable to planar, cylindirical, prismatic and cup-shaped work pieces. Considering the variety in the types of metal- cutting processes, the operations to be applied on these workpieces are limited with imilling and drilling processes. The placement, locating and clemping of the workpieces and the types of equipments used for this purpose are studied. After the determination of the group technology, which is the coding procedure of phrasal structures and the determination of code structures, all Jigs and Fixtures are coded and grouped by using this code structure, an algorithm is designed for the determination of the correct jigs& fixtures group depending on the workpiece and the metal cutting process. Using this algorithm, the most correct the jigs& fixtures in group previously determined is selected by user-given values. This algorithm is also achieved by the software written in Turbo Pascal 6.0. 93

Bu Tez çalışmasında Aparatla ilgili temel bilgiler, Apa­rat Tasarımına yönelik Sistematik bir yöntemin oluşturulması ve bazı çözüm prensiplerinin geliştirilmesi ele alınmıştır. Amaç, Tasarımcıya bir strateji vermek ve sonucun başarılı olmasını sağlamaktır. Bu düşünce çerçevesinde Aparatla ilgili tüm olasılıklar ana batlarıyla incelenmiş olup, Proje ve Dizayn mühendislerinin Tasarım aşamasında takip etmesi gereken yöntemler bir metodoloji içinde sunulmuştur. Ayrıca Endüstride bu konuda takip edilmekte olan sistem ve düşünce yapısında verilerek iki yöntem arasındaki farklar ortaya çıkarılmıştır. Sonuç olarak konuya yönelik bir uygulama yapılmış olup, tespit edilen metodolojinin işlerliği ve neticesi ortaya konul­muştur. This research is concerned to develope a systematic design algorithm and to present some solution procedures for workholder devices. Main aim is to create a path-tracing algorithm that guides the designer for succesfull implementation.At this frame of reference mainly ali the probabilities are examined. The procedure is methodically represented at the design stage for the project and design engineers.In addition the developed procedure and the existing procedure at the manufacturing industry and the difference betveen two method is given. Fnally.one application was carried out.Usefulness and implementation of methodology which is stated was proved.

Bu yayında Bilgisayar Destekli Optimum Tasarım mantığının tasarım adımlarında uygulanmasını içeren bir çalışma verilmiştir. ANSYS paket programı OPT algoritması kullanılarak bir kompressör bağlantı elemanının optimum tasarımı yapılmıştır. In this paper, Computer Aided Design Optimization (CADO) of a compressor holding device is outlined. ANSYS optimisation procedure OPT routine is used to determine the optimum design based on the design aspects of stress distribution and natural frequency moda/ analysis. A case study is presented to show how a parametne study can be utilized for the design optimization.

Yeni tasarım yöntemleri ve tasarımda optimizasyonun öneminin vurgulandığı bu çalışmada, bir tork kolunun tasarımı probleminde Bilgisayar Destekli Optimizasyon çalışmaları anlatılmaktadır. In this study, computer aided optimum design of a torque arm is presented, and the new design methodologies and recent developments in design ap timisation are briefly outlined.

oz Bu çalışmada, imalat endüstrisindeki proses planlama kavramının yapıtaşlarmdan olan operasyon toleranslarının analiz süreci üzerinde durulmuştur. İlk olarak, uzun yıllardır kullanılan klasik tolerans kartı tekniği incelenmiş ve bir örnek üzerinde metot tanıtılmıştır. Çalışmanın amacı; klasik tolerans kartı tekniğine. sadık kalarak işlemlerin bilgisayarda yapılmasına olanak sağlamak olduğundan, sonraki bölümde dünya literatüründe bu konuda yer almış çeşitli teoriler, eksiklikleri vurgulanarak sunulmuştur. Üçüncü bölümde, hazırlanmış olan bilgisayar programında kullanılan teoriler bir örnek üzerinden anlatılmış ve TOL-AP bilgisayar yardımıyla tolerans analizi programının yapısı çeşitli akış diyagramlarıyla verilmiştir. Son bölümde, yapılan çalışma ve sonuçlan tartışılmış gelecekte süreçten beklenen gelişmeler vurgulanmıştır. oz Bu çalışmada, imalat endüstrisindeki proses planlama kavramının yapıtaşlarmdan olan operasyon toleranslarının analiz süreci üzerinde durulmuştur. İlk olarak, uzun yıllardır kullanılan klasik tolerans kartı tekniği incelenmiş ve bir örnek üzerinde metot tanıtılmıştır. Çalışmanın amacı; klasik tolerans kartı tekniğine. sadık kalarak işlemlerin bilgisayarda yapılmasına olanak sağlamak olduğundan, sonraki bölümde dünya literatüründe bu konuda yer almış çeşitli teoriler, eksiklikleri vurgulanarak sunulmuştur. Üçüncü bölümde, hazırlanmış olan bilgisayar programında kullanılan teoriler bir örnek üzerinden anlatılmış ve TOL-AP bilgisayar yardımıyla tolerans analizi programının yapısı çeşitli akış diyagramlarıyla verilmiştir. Son bölümde, yapılan çalışma ve sonuçlan tartışılmış gelecekte süreçten beklenen gelişmeler vurgulanmıştır. 70

ÖZET Bu çalışmada, Türkiye'deki imalat sektörü için yeni bir kavram olan CİM konusundan bahsedilmiştir. İlk bölümde CİM' in tanımı, esasları ve ortaya çıkışı incelenmiştir. Daha sonra CİM' in alt grupları sıra ile açıklanmış ve bunlar arasındaki ilişkiler belirtilmiştir. Üretimde entegrasyon, CAD/CAM entegrasyonu, CİM seviyeleri, CİM programı, ortaya çıkan sorunlar ve bunların çözümleri açıklanmıştır. Ayrıca FMS - CİM ilişkisi, imalat istasyonları, imalat hücreleri ve atelye kontrolü kavramları anlatılmıştır. CİM' deki bilgi akışı, teknoloji yönelimleri, bilgisayar ağ mimarileri açıklanmış ve veri tabam yönetim sistemleri incelenmiştir. Birinci bölümün sonunda CİM standartları ve bunların önemi verilmiştir. İkinci bölümde TOFAŞ' ta yapılan CİM çalışması anlatılmıştır. CİM' de otomasyon adalarının entegrasyonu ve atelye kontrol sistemi yerleştirme işlemleri açıklanmıştır. Seçilen ağ sistemi; üretim işlemlerini, tezgah verimliliklerini gözlemek ve tezgahlara parça program transferi amacıyla birkaç CNC tezgahına uygulanmıştır. Son olarakta yapılan çalışmanın sonuçlan ve yapılması gerekenler tartışılmıştır. ABSTRACT In this study, CIM are discussed as a new concept for Turkish manufacturing industry. In the first chapter, definition, principles and history of CIM are examined. Then subgroups of CIM are explained in order and relations among these subgroups are examined. Integration in production, CAD/CAM integration, levels of CIM, CIM program, possible problems in CIM program and solutions of them are discussed. In addition, manufacturing stations, manufacturing cells concept and shop floor control are explained. And then information flow in CIM, technologial trends, computer network architecture are also explained and database management systems are examined. The end of the first chapter, the CIM standarts and their importance are given. The second chapter includes CIM applications in TOFAŞ. The implementation process of Shop Floor Monitoring and integration of automation islands of CIM has been described. The selection of network system have been applied to several CNC machine tools in TOFAŞ to monitor the production process, the efficiency of machines and also communicates the part programme lists. Finally, the result of installed network system and future works are discussed and concluded. 98

An important problem in automotive industry is how to achieve better design concepts by considering structure performance and manufacturing cost in the early stages of product development. The topology design and optimisation provide an initial design concept for downstream applications, which leads to achieving better design by using computer-aided techniques. In this research, engine mount bracket design is presented to illustrate the application of topology optimisation approach for optimal design of vehicle components under dynamic loading conditions. The objective of the proposed research is to create an initial design concept, which has optimal structural layout. The effectiveness and verification of proposed approach are demonstrated with experimental results.

17- ÖZET 19. yüzyılın başlangıcında sanayi devriminin başlaması ile birlikte, üretim aracı olarak takım tezgâhları kullanıl maya başlamıştır. Tekniğin gelişmesi ile birlikte, takım tez gâhları günümüzdeki anlamı ile hızlı bir gelişme göstermiş lerdir. Bu gelişmeler; bir parçaya nihayi şekli vermek için, en yüksek prodüktiviteyi ve en düşük maliyeti sağlamak amacı ile uygulanması gereken imalât yöntemlerini inceleyen `İmalât Teknolojisi` bilim dalma paralel olarak sürmüştür. 1950 yıllarında, takım tezgâhlarının sayısal denetimli (NC-Numerical Control) hale getirilerek kullanılmaya başlan ması ile birlikte yeni bir devir başlamış ve günümüzde NC tezgâhların bilgisayarlarla donat ılmasıyla DNC (Direct Nume rical Control) ve CNC (Computer Numerical Control) tezgâhları oluşmuştur. Bilgisayarların kullanılması ile bu tezgâhlar iş lemlerini, özellikle günümüzün ekonomik şartlarında büyük bir önemi olan `OPTİMİZÂSYON` düzeyinde yapmaya başlamışlardır. Günümüz şartlarında sanayinin amacı en kısa zamanda, (terminde) düşük maliyette ve yüksek kalitede mal üretmektir. Bu amaçla, talaşlı imalât işlemlerinin kesme değişkenlerini` optimizasyonu için birçok yöntemler geliştirilmiştir. Bu op- timizasyon yöntemleri günümüzde bilgisayar destekli olarak uygulanmaktadır. Bu çalışmada Geometrik Programlama tekniğini kullanarak talaşlı imalât (metal kesme) işlemlerinde j maliyet denklemle rinden hareketle, kesme değişkenlerinin bilgisayar destekli optimizasyonu araştırılmıştır. Çözüm için Geometrik Program lama tekniğinin kullanıldığı bir bilgisayar programı yazılmış ve örnek tornalama işlemleri üzerinde çalıştırılarak sonuçla rı incelenmiştir. Metal kesjıe değişkenlerinin optimizasyonuna yönelik bu paket program, CAD/CAM sistemlerinin imalât alanındaki modül lerinden bir tanesi olarak geliştirilmiştir. -III- ABSTRACT At the first decade of the 19 century, as a result of industry revolution, the machine tools appeared in manufactu ring processing. Machine tools improved with paralel to tech nology. Manufacturing processes which is horn as a science un der those improvements, offers high productivity, less costs on the production methods on the goods. On 1950` s numerical control systems started to use on mac hining field, that was a new concept and a revolution also. Today's technology applying NC to machining able to produce DNC (Direct Numerical Control) and CKC(Computer Numerical Cont rol) machine tools. By using computers on machine tools, it is possible to produce goods according to optimization's rules. The purpose of the today's industry is to produce the goods on delivery time with less costs and high quality. For this pur pose a lot of methods considering optimization are improved on cutting field. These optimization precesses are used with com puter aided. On that article, the optimization of machining variables are researched by using the Geometric Programming iechnique and cost analysis equations. A computer program is prepeared by using Geometric Programming Technique and applied on some turning process and the results are checked. That program imp roved as a modüler system on CAD/CAH. 92

In this paper, the changes which must be done in mechanical engineering education specially in CAD (Computer Aided Design) are outlined. Computer techniques and their applications are becoming more and more important in mechanical engineering applications. To eliminate the inefficiencies of traditional edu­cation and to satisfy the requirement of this computer age some proposals and en­ lightments about CAD are given. The main srope of this paper is how best to use the computers to satisfy the CAD applications and also to introduce the new to design and manufacturing techniques to mechanical students. Bu çalışmada çagımızın gereksinmelerine uygun olarak makine mühendisliği egitiminde özellikle tasarım alanında yapılabilecek yenileme Çalışmaalarına yer verilmiştir. Geleneksel egitim düzeni, her geçen gün gelişen bilgisayar teknolojisi ve bu teknolojinin endüstriyel uygulamaları karşısında yetersiz kalmaktadır. Egitimde klasik yapının olumsuzluklarını ortadan kaldıracak şekilde bilgilayar kullanımı ne­dir, nasıl düşünülmelidir nasıl olabilir sorularına yanıt olabilecek görüşler belirtileri üretim teknolojisinin gereksinimi olan makine mühendislerinil egitimine yönelik amaçların ne olması gerektiğini içeren bu çalışmada CAD'ın (Computer- Aided Design-Bilgisayar Yardımıyla tasarım) egitimde zorunlu hale getirdiği değişimler ve uygulamalar incelenmiştir.

The goal of this research is to describe how simulation and topology design can be used as a die design frame tool to introduce optimal die design structures with the desired maximum rigidity and minimum deformations using response surface methodology and differential evolution algorithms. In the simulation process, not only die deflection, but also press table deflection is taken into account in order to achieve more realistic results. The validation of the present approach is evaluated by a comparison of test and simulation results. In the experimental test, acceleration and strain data were measured from critical points of the die structure in order to obtain the maximum displacement and stress values. The optimal shape parameters for the die structure were obtained using response surface methodology and differential evolution as a fundamental optimisation technique. Significant results were obtained: The mass was reduced approximately about 24 %, and the current maximum stress decreased approximately about 72 %. By using this methodology in the design stage of die and sheet metal stamping, major improvements can be made to the vehicle development process, such as reducing the weight and the cost of die, reducing the labour costs during the tryout process and reducing the environmental damage and CO2 emissions by reducing the amount of cast iron.