19 results on '"Karagöz, Selçuk"'
Search Results
2. 51CrV4 Yay Çeliğinde Isıl Işlem ve Kesit Geometrisinin Çarpışma Dayanıklılığı Üzerine Etkisi
- Author
-
DİNDAR, Çiğdem, BEYTÜT, Hüseyin, and KARAGÖZ, Selçuk
- Subjects
lcsh:T ,Mühendislik ,çarpışma kutusu ,mechanical strength ,ince-cidarlı tüpler ,lcsh:Technology ,thin-walled tubes ,Engineering ,İnce-cidarlı tüpler ,lcsh:TA1-2040 ,Ince-Cidarlı Tüpler,Çarpışma Dayanıklılığı,Mekanik Dayanım,Çarpışma Kutusu ,crashworthiness ,Thin-Walled Tubes,Crashworthiness,Mechanical Strength,Crash Box ,crash box ,çarpışma dayanıklılığı ,lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General) ,mekanik dayanım - Abstract
In this study,the 51CrV4 spring steel was used as crash box material and its crashworthinesswas investigated. Crash boxes with cylinder and rectangular geometries weredesigned in SolidWorks and nonlinear finite-element analysis was performed inHyperWorks software. In addition, 51CrV4 spring steel was subjected to threedifferent heat treatments and their mechanical properties were determined bytensile and hardness tests. The crashworthiness of structure was evaluatedtaking into account the total energy absorbed, peak force and the specificenergy absorbed. It has been observed that heat treatment and geometric changeshave a serious impact on crashworthiness., Bu çalışmada, 51CrV4 yayçeliği çarpışma kutusu malzemesi olarak kullanılmış ve çarpışma dayanıklılığıaraştırılmıştır. Kare ve silindir kesit geometrisine sahip çarpışma kutularıSolidWorks programında tasarlanmış olup lineer olmayan sonlu elemanlar analiziise HyperWorks yazılımında gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, 51CrV4 çelikmalzemesi 3 farklı ısıl işleme maruz bırakılarak mekanik özellikleri çekme vesertlik testleri ile belirlenmiştir. Belirlenen mekanik özelliklere sahipyapının çarpışma dayanıklılığı, emilen özgül enerji, maksimum çarpışma kuvvetive emilen toplam enerji hesaba katılarak değerlendirilmiştir. Isıl işlemuygulamasının ve kesit geometrisinin çarpışma dayanıklılığı üzerinde ciddi biretkisi olduğu gözlemlenmiştir.
- Published
- 2019
3. CRASHWORTHINESS INVESTIGATION OF VEHICLE FRONT BUMPER BEAM WITH DIFFERENT CROSS-SECTIONS UNDER AXIAL DYNAMIC LOAD
- Author
-
ÖZEL, Serkan, primary, KARAGÖZ, Selçuk, additional, and BEYTÜT, Hüseyin, additional
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
4. EFFECT OF FORMING HISTORY ON CRASHWORTHINESS OF A SPOT-WELDED AND DOUBLE-HAT ELLIPTICAL THIN-WALLED TUBE
- Author
-
ÖZEL, SERKAN, primary, BEYTÜT, Hüseyin, additional, and KARAGÖZ, Selçuk, additional
- Published
- 2019
- Full Text
- View/download PDF
5. Minikanal ısı değiştiricilerde kanat geometrilerinin taşınım katsayısı ve basınç düşüşüne etkisinin incelenmesi
- Author
-
Karagöz, Selçuk, Ağra, Özden, Demir, Hakan, and Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
- Subjects
Mechanical Engineering ,Makine Mühendisliği - Abstract
Minikanallı ısı değiştiricilerin; ısıtma, soğutma, iklimlendirme, beyaz eşya ve otomotiv sektörlerinde kullanımı son zamanlarda artmıştır. Bu tip ısı değiştiriciler, dairesel tip ısı değiştiricilere göre daha verimli, alan/hacim oranı daha yüksek ve düşük soğutkan şarjına imkân sağlamaktadırlar. Minikanallı ısı değiştiricilerin, soğutma ve nem alma amacıyla buharlaştırıcı olarak kullanılmasında yüzeyde yoğuşan suyun oluşması ve oluşan suyun yüzeyden uzaklaştırılması optimum bir buharlaştırıcı tasarımıyla iyileştirilemez ise, ısıl ve hidrolik performans kayıpları yaşanmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, minikanallı buharlaştırıcılarda panjurlu ve panjursuz kanat halinde nem alma koşulları altında yoğuşma hızı, ısı transferi ve hava tarafı basınç düşüşü deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde aynı boyutlarda farklı kanat yapılarına sahip dört buharlaştırıcı seçilerek; nem alma koşulları ve kuru koşullar altında panjurlu kanat geometrisinin ve kanat aralığının etkisi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Deneyler 1,43 m/s ve 1,72 m/s hava hızında, 35oC ve 40oC buharlaştırıcı hava giriş sıcaklığında, %70, %80 ve %90 buharlaştırıcı hava giriş bağıl neminde, 25oC ve 28oC buharlaştırıcı sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Soğutucu akışkan olarak R134a kullanılmıştır. Deney sonuçları boyutsuz j ve f sürtünme katsayısı terimiyle ifade edilerek karşılaştırılmalı bir şekilde raporlanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, ısı transferi ve basınç düşüşü açısından kanat geometrisinin hava tarafı parametrelerine göre daha etkili olduğu görülmüştür. Islak şartlarda panjurlu kanat halinde j katsayısı, panjursuz kanat haline kıyasla daha yüksek, f katsayısına ise daha düşük hesaplanmıştır. Kuru şartlarda ise panjurlu kanat halinde j ve f katsayıları daha yüksek hesaplanmıştır. Deneysel parametrelerin yoğuşma hızına etkileri de deneysel olarak incelenmiş ve en etkili parametrenin hava sıcaklığı ve bağıl nem olduğu tespit edilmiştir.Tez çalışması sonunda ısı-kütle benzeşimi kullanılarak yoğuşan su miktarı hesaplanmış ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır.Buna göre yoğuşan su miktarı ±%20 hassasiyetle hesaplanabilmektedir. Deney sonuçlarına göre nem alma koşulları altında yüksek yoğuşma hızı ve ısı transferine ulaşılması için yüksek bağıl nem, yüksek hava sıcaklığı, düşük buharlaşma sıcaklığı seçilmelidir. Bu koşullar altında yüzeyde yoğuşan suyun hava blokajına neden olmadan yüzeyden uzaklaşması için kanat yapısının panjurlu olması gerekmektedir. Kanat aralığı değeri çalışma koşullarına göre optimize edilmelidir. The usage of minichannel heat exchangers in Cooling, Heating, Air Conditioning, White goods and Automative sectors is rapidly emerging in the last recent years. These type of heat exchangers enable more efficiency, more compactness and lower refrigerant charge amount compared with circular type heat exchangers. In the case of using as an evaporator both cooling and dehumidifying, the loss of hydrolic and thermal performance arises if the water drained on the surface of evaporator by optimum evaporation design is not achived. In this study, air side presurre drop under dehumidifiyng conditions with louver and unlouver fin type was experimentally investigated. Experiments were held with three evaporator has different fin type in same geometrical dimensions. Experiments for the effect of louver were performed under wet and dry conditions comperatively. Experiments were held on 1,43 m/s and 1,72 m/s air flow rate, 35oC and 40oC evaporator inlet air temperature, %70, %80 and %90 relative humidity, 25oC and 28oC evaporation temperature. The refrigerant was R134a. Experimental outcomes were reported with dimensionless f friction factor under dry and wet conditions. The results show that the fin geometrical parameters are more effective then air side parameters over heat transfer and pressure drop under dehumidifying conditions. The j factor is bigger for louver fin configuration compared to unlouvered fin configuration altough f factor is smaller under wet conditions. Both j and f factor are bigger for louvered fin configuration under dry conditions. Addition to these the effect of experimental parameters on condensation rate was investigated. The results show that the most effective parameter on condensation rate is air temperature and relative humidity of the inlet air. The condensation rate is calculated using heat and mass transfer analogy and compared with experimental results. According to the comparison data the the uncertainity is ±%20 for the condesation rate. Experimental results show that, to obtain maximum condensation flow rate and heat transfer under dehumidifiying conditions, higher relative humidity, higher air temperature and lower evaporation temperature must be chosen. Under these conditions to prevent air blokage that caused by condensed water on the heat transfer surface, the fin should be louvered and the fin pitch should be optimized related to working conditions. 124
- Published
- 2018
6. Yüksek performanslı taşıt güvenlik sistemlerinin geliştirilmesi
- Author
-
Karagöz, Selçuk, Yıldız, Ali Rıza, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, BTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, and Karagöz, Selçuk
- Subjects
Mechanical Engineering ,Makine Mühendisliği - Abstract
YÖK Tez No: 442382 Bu tez çalışması kapsamında, otomobillerde bulunan pasif güvenlik sistemlerinin çarpışma performansları bilgisayar programları ile analiz edilmiştir. Ayrıca gerçek koşullara daha yakın sonuçlar alabilmek için, sac metalden üretilen pasif güvenlik elemanının üretimi esnasında, soğuk sac şekillendirme sonucu meydana gelen artık gerilmelerin ve kesitteki kalınlık değerlerinin değişimi de hesaba katılmıştır. Bu sayede daha doğru sonuçlar elde edilebilmiştir. Bu çalışmanın diğer bir ayağı olarak da üzerinde çalışılan pasif güvenlik sistemi olan enerji yutucu için ilk olarak geometrik boyutlarına sınır şartları verilerek bazı değişkenler atanmış ve bu boyut aralıkları için optimizasyonu yapılarak darbe emici sistemin çarpışma performansı arttırılmıştır. Bunun ardından optimizasyon değişkenlerine sistemin üretimi esnasında maruz kaldığı şekil değişimi parametreleri eklenerek optimizasyon çalışması yapılmış ve gerçek sonuçlara daha yakın, çarpışma performansı daha yüksek bir darbe emici bulunarak tez çalışması tamamlanmıştır. In this thesis, the crashworthiness performance of the passive safety systems in the car was simulated by computer programs. In addition, in order to get results closer to the real conditions, during the production of sheet metal produced passive safety elements, cold sheet metal forming result of residual stresses occurring and change of thickness values in the section were also taken into account. In this way, more accurate results are obtained. As another part of this study, worked on passive safety systems whose energy absorber for the first, assigned some variables given boundary conditions of geometrical dimensions and this size range are made optimization for shock absorber system's crash performance has been improved. Subsequently, optimization variables by adding the deformation parameters remain exposed during production of the system, optimization studies conducted, and closer to real results, a higher crash performance energy absorber obtained by the thesis is completed.
- Published
- 2016
7. TAŞIT ÇARPIŞMA ANALİZLERİNİN SAC METAL ŞEKİLLENDİRME GEÇMİŞİ DİKKATE ALINARAK İNCELENMESİ
- Author
-
YILDIZ, Ali Rıza and KARAGÖZ, Selçuk
- Subjects
Sac metal şekillendirme,otomobil tasarımı ,Sheet metal forming,vehicle design ,Engineering ,Mühendislik - Abstract
Depending on the increasing number of vehicles in recent years, accidents resulting in serious injuries and death increased significantly and this situation made it necessary to design and manufacture vehicles with extra safety cautions. Frontal collision accidents are one of the most common types of vehicle accidents. In this study, crash performances of the energy absorbers are investigated numerically with using finite element method. For this purpose, energy absorbers with different geometrical characteristics are designed and tested to develop a new crash box which has better crash performance than initial design., Son yıllarda trafikteki taşıt sayısının artması ile birlikte birçok trafik kazası meydana gelmekte, alınan tüm önlemlere rağmen, trafik kazalarında büyük oranda can ve mal kayıpları yaşanmaktadır. Trafikte en çok karşılaşılan taşıt kaza türlerinden biri de önden çarpışmalı kazalardır. Bu çalışma kapsamında, önden çarpışmalı kaza durumu için pasif güvenlik sistemlerinden biri olan enerji yutucular sonlu elemanlar yöntemi ile sayısal olarak test edilmiş ve çarpışma performansları incelenmiştir. Çalışma kapsamında, farklı karakteristik özelliklerde enerji yutucular tasarlanmış ve başlangıç modeli olarak ele alınan enerji yutucuya göre daha fazla enerji emebilen, reaksiyon kuvvetleri ve maliyetlerinin azaltıldığı yeni bir enerji yutucu modelinin ortaya konulması hedeflenmiştir.
- Published
- 2015
8. A comparison of recent metaheuristic algorithms for crashworthiness optimisation of vehicle thin-walled tubes considering sheet metal forming effects
- Author
-
Karagöz, Selçuk, primary and Yıldız, Ali Rıza, additional
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
9. Esnek bağlı eklentileri olan plakların titreşimleri
- Author
-
Karagöz, Selçuk, Telli, Sevda, Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Makine Mühendisliği Anabilim Dalı., Telli Çetin, Sevda, and Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Subjects
Konsantre eklenti ,Free vibrations of plates ,Mechanical Engineering ,Eklentili plak ,Concentrated attachment ,Distirbuted attachment ,Serbest titreşimler ,Makine Mühendisliği ,Plate with attachment ,Yayılı eklenti - Abstract
Mühendislik sistemlerinde kullanılan makine parçaları ve yapılar ekseriya kiriş, membran veya plak olarak modellenirler. Bu elemanlar sistemde yalın halde muhtelif sınır şartlarıyla yer alabildikleri gibi bazı hallerde başka cisim veya elemanları da taşıyabilirler. Bu ilave cisim veya elemanlar eklenti olarak adlandırılır. Bu tür eklentili elemanlar için bazen kısıtlı sistemler tabiri de kullanılmaktadır. Bununla sistemin sınır şartları haricinde hareketini kısıtlayan unsurların var olduğu ima edilir. Eklentili sistemler içinde çok sık rastlanan bir sınıf eklentili plaklardır. Bunlara örnek olarak taşıt yan ve tavan sacları, gemilerde yan paneller, elektronik kartlar v.b. gösterilebilir. Bu çalışmada sadece eklentili plakların tabii titreşim frekansları ve bunlara ait mod şekillerinin bulunması ile ilgilenilmiştir. Eklentinin yayılı ve konsantre olması halleri incelenmiştir. Yayılı eklentili plaklarla ilgili çalışmalar sınırlı sayıda olsa da literatürde mevcuttur. Bu çalışma söz konusu analizleri yaparken kullandığı metotla öncekilerden farklılık arz etmektedir. Burada kullanılan metot enerji esaslı sonlu fark yaklaşımıdır. Metot esas itibariyle hareketin Lagrange denklemlerinin çıkarılmasına dayanmaktadır. Lagrange denklemine girecek olan enerji entegrallerindeki konuma göre kısmi türevler sonlu fark ifadeleri olarak yazılmaktadır. Keza hareket denklemleri çıkarıldıktan sonra sistemin serbest titreşiminin harmonik hareketler olacağından yola çıkarak adi diferansiyel denklem takımından homojen, lineer cebrik bir denklem takımına geçiş yapılır. Bu metot kullanılarak ilgili denklemler önce çıplak (yalın) plak hali için bilahare eklentili plak için elde edilmiştir. Bulunan özdeğerler ve mod şekilleri literatürde mevcut olanlarla mukayese edilmiş ve mertebe olarak tutarlı değerlerin bulunduğu gözlenmiştir. Metot plak üzerinde oluşturulan bir ızgaranın düğüm noktalarını kullandığından yayılı kütle etkisini oluşturmada ilave işlem gerekmektedir. Buna mukabil ızgara sıklığını arttırarak istenilen sayıda özdeğerin bulunması en azından şeklen mümkündür. Burada her ne kadar sonuçlar aktarılmamışsa da plağın kenarlarına göre eğik konuşlandırılmış yayılı kütlelerin etkisini incelemek de mümkün olmaktadır.Anahtar Kelimeler: Eklentili plak, Konsantre eklenti, Yayılı eklenti, Serbest titreşimler. Machine parts and structural elements used in engineering systems are often modelled as beams, membrans, or plates. These elements may be carrying some other bodies or structural elements while they are sometimes barely employed under certain boundary conditions. These additional entitites are called ?attachment?. In the relevant literature, the phrase of ?constrained systems? are also in use for these kind of structures with attachments. With saying this, it is implied that there are some other factors than normal boundary conditions, which constrains the free movements of the main structural element. A class of such constrained systems, which is frequently encountered in the practice is plates with attachments. Ceiling and bottom panels in motor vehicles, side panels in ships, electronic circuit boards etc., can be shown as common examples to plates with attachments. The present work is mainly concerned with the determination of the natural frequencies and the associated mode shapes of plates carrying attachments. Three case studies are carried out: Bare plate, plate with a concentrated mass, plate carrying a distributed mass. There are many papers on this subject, if not many. However, the present work differs from previous work in that a different method is used for free vibration analyses of the system. The method made used here is the energy-based finite diffference approach. This method is principally based on the derivation of Lagrange?s equations of motion. Partial derivatives with respect to spatial coordinates in the energy integrals to be substituted in the Lagrange?s equations are replaced with their counterparts expressed in terms of finite differences. Also, after the equations of motion are derived, one transitions from the set of ordinary differential equations to a set of linear algebraic equations making use of the fact that free vibrations of the system are of harmonic character. In this way, the equations of motion for both bare and constrained plates. The eigenvalues (natural frequencies) and mode shapes obtained are compared with the existing results in the literature, and observed to be consistent with them. Since the method employs the nodal points of a grid defined on the plate additional effort is necessary to make the effect of a distributed mass while obtaining arbitrary number of frequencies is at least formally possible. This method also enables one to investigate of the effect of a mass attachment oblique placed on the free vibration characteristics of plates.Key words: Plate with attachment, Concentrated attachment, Distirbuted attachment, Free vibrations of plates. 158
- Published
- 2011
10. Optimization of thin-wall structures using hybrid gravitational search and Nelder-Mead algorithm
- Author
-
Yıldız, Ali Rıza, primary, Kurtuluş, Enes, additional, Demirci, Emre, additional, Yıldız, Betul Sultan, additional, and Karagöz, Selçuk, additional
- Published
- 2015
- Full Text
- View/download PDF
11. TAŞIT ÇARPIŞMA ANALİZLERİNİN SAC METAL ŞEKİLLENDİRME GEÇMİŞİ DİKKATE ALINARAK İNCELENMESİ.
- Author
-
Yıldız, Ali Rıza and Karagöz, Selçuk
- Abstract
Depending on the increasing number of vehicles in recent years, accidents resulting in serious injuries and death increased significantly and this situation made it necessary to design and manufacture vehicles with extra safety cautions. Frontal collision accidents are one of the most common types of vehicle accidents. In this study, crash performances of the energy absorbers are investigated numerically with using finite element method. For this purpose, energy absorbers with different geometrical characteristics are designed and tested to develop a new crash box which has better crash performance than initial design. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2015
12. Optimization of thin-wall structures using hybrid gravitational search and Nelder-Mead algorithm
- Author
-
Yildiz, Ali Riza, Kurtulus, Enes, Demirci, Emre, Yildiz, Betul Sultan, and Karagöz, Selçuk
- Abstract
In literature, a lot of research works have been presented on crashworthiness in order to develop crash performance of vehicles and thin-wall structures. In this research, a new hybrid optimization algorithm based on gravitational search algorithm and Nelder-Mead algorithm is introduced to improve crash performance of vehicles during frontal impact. The results show that the hybrid approach is very effective to develop crash performance of the vehicle components and thin-wall structures.
- Published
- 2016
- Full Text
- View/download PDF
13. 3 boyutlu yazıcı ile üretilen sandviç yapıların statik ve dinamik yük altında davranışlarının incelenmesi
- Author
-
Öztürk, Bahadır, Karagöz, Selçuk, BTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, and Öztürk, Bahadır
- Subjects
Mechanical Engineering ,Makine Mühendisliği - Abstract
YÖK Tez No: 633280 Son zamanlarda, yüksek performanslı mühendislik uygulamaları için hafif sandviç yapıların tasarım ve üretiminde kafes çekirdek yapılarının sunduğu potansiyele ilgi artmaktadır. Sandviç yapılar günümüzde havacılık, deniz, otomobil, yel değirmeni ve inşaat endüstrisi sektörlerinde, özellikle yüksek eğilme sertliği, ısı yalıtımı ve yüksek enerji emme kabiliyetleri gibi mükemmel çok işlevli özellikleri nedeniyle yoğun olarak kullanılmaktadır. Sandviç yapıların birçok alanda kullanılıyor olması hafif, yüksek enerji absorpsiyonlu ve ağır hizmet tipi sandviç malzemelerin geliştirilmesi ve uygulanması için mükemmel bir fırsat sunmaktadır. Eklemeli İmalat yöntemi, imal edilmesi imkansız olan karmaşık geometrili çekirdeklerin üretimine olanak sağlamıştır. Sandviç yapıların eklemeli imalat yöntemi ile imal edilmesi, geleneksel yöntemler ile imal edilmiş altıgen bal peteği veya köpük çekirdekli geleneksel sandviç yapılara göre birçok önemli avantaj sağlamaktadır. Tez kapsamında 4 farklı Sandviç yapı modeli tasarlanmıştır. Sandviç yapılar Bal peteği, Girintili, Yıldız ve Üçgen olarak Solidworks programında tasarlanmıştır. Tasarlanan model boyutları Basma ve Çarpışma testleri için 40x40x20 mm, Üç nokta eğme testi için 130x20x20 mm boyutlarındadır. Hazırlanan modellerin dataları üç boyutlu yazıcıya aktarılmak üzere STL formatına dönüştürülmüştür. Modellerin datalarını 3 boyutlu yazıcıya aktarmak için ara program olan Cura yazılımı kullanılmıştır. Sandviç yapıların imalatı için Ultimaker 3 extended FDM tipi 3 boyutlu yazıcı kullanılmıştır. Sandviç yapılar Termoplastik poliüretan (Ultimaker TPU 95 A) malzemeden imal edilmiştir. Malzeme mekanik özelliklerini belirleyebilmek için çekme test numuneleri imal edilmiştir. 3 adet imal edilen çekme test numuneleri Shimadzu AG-X plus cihazında çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Basma ve üç nokta eğme testleri için imal edilmiş modeller yine aynı cihazda testlere tabi tutulmuştur. Çarpışma testleri için sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır. Sonlu elemanlar analizinin gerçekleştirilmesinde ise HyperWorks paket programında bulunan, HyperMesh, HyperCrash, HyperView, HyperGraph, ve RADIOSS yazılımlarından yararlanılmıştır. Modellere ait darbe enerjileri ve enerji emilim miktarları elde edilmiştir. Yapılan testler sonucunda elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Basma, üç nokta eğme ve çarpışma test sonuçlarına göre en iyi statik ve dinamik özellikleri sergileyen model berlirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde Girintili sandviç yapı modelinin en iyi mekanik özelllikler gösteren model olduğu ortaya konmuştur. Recently, there has been an increasing interest in the potential of lattice core structures in the design and manufacture of lightweight sandwich structures for high performance engineering applications. Sandwich structures are used extensively today in the aviation, marine, automobile, windmill and construction industry sectors due to their excellent multifunctional properties, especially high bending stiffness, thermal insulation and high energy absorption capabilities. The fact that sandwich structures are used in many areas provides an excellent opportunity for the development and application of lightweight, high energy absorption and heavy duty sandwich materials. Additive Manufacturing method has enabled the production of cores with complex geometries that are impossible to fabricate. The production of sandwich structures by the additive manufacturing method provides many important advantages over traditional sandwich structures made of hexagonal honeycomb or foam core produced with traditional methods. Within the scope of the thesis, 4 different Sandwich structure models are designed. Sandwich structures are designed in the Solidworks program as Honeycomb, Re-entrant, Star and Triangle. The designed model dimensions are 40x40x20 mm for Compression and Impact tests, 130x20x20 mm for Three-point bending test. The data of the prepared models were converted to STL format to be transferred to the three-dimensional printer. Cura software, which is an intermediate program, was used to transfer the data of the models to the 3D printer. Ultimaker 3 extended FDM type 3D printer was used to manufacture sandwich structures. Sandwich structures are made of Thermoplastic polyurethane (Ultimaker TPU 95 A) material. Tensile test samples were produced to determine the mechanical properties of the material. Tensile tests were carried out on Shimadzu AG-X plus device, which was produced in 3 pieces. Models manufactured for compression and three-point bending tests were also tested on the same device. Finite element method was used for impact tests. In the finite element analysis, HyperMesh, HyperCrash, HyperView, HyperGraph, and RADIOSS software that are included in the HyperWorks package program were used. İmpact energies and energy absorption amounts of the models were obtained. The results obtained as a result of the tests were examined comparatively. According to compression, three-point bending and impact test results, the model that exhibits the best static and dynamic properties has been identified. As a result of the obtained results, it has been revealed that the Re-entrant sandwich structure model is the model with the best mechanical properties.
- Published
- 2020
14. EFFECT OF FORMING HISTORY ON CRASHWORTHINESS OF A SPOT-WELDED AND DOUBLE-HAT ELLIPTICAL THIN-WALLED TUBE
- Author
-
Selçuk Karagöz, Serkan Özel, Hüseyin Beytüt, and Karagöz, Selçuk
- Subjects
Materials science ,[No Keywords] ,Welding ,Work hardening ,Mühendislik, Makine ,Plasticity ,Finite element method ,law.invention ,Engineering, Mechanical ,Crashworthiness ,Thin-Walled Tubes ,Forming History ,Finite Element Method ,Deep Drawing ,law ,Formability ,Composite material ,Deep drawing ,Tube (container) - Abstract
Thin-walled structures (TWTs) are widely used in automotive and aerospace industries due to their easy formability, high energy absorption capacity, low cost, and lightweight advantages. In this study, considering the forming history, the crashworthiness of spot-welded and double-hat shaped elliptical TWT was numerically investigated under dynamic axial load, by the finite element method (FEM). In addition, a bead-shaped trigger mechanism was added to the TWT to reduce the peak crushing force. Non-uniform thickness distribution (thickening or thinning of some elements), plastic strain and work hardening may occur during forming. To investigate the effect of the forming history on crashworthiness, the sheet metal was formed by single-acting deepdrawing process and forming data were mapped to the TWT. The results showed that forming history has an effect on the crashworthiness of the tube. With deep-drawing results mapped to the tube, energy absorption decreased by 5.218% and peak crushing force decreased by 3.614%. Numerical simulations were conducted by using the nonlinear finite element codes RADIOSS/explicit.
- Published
- 2019
15. Investigation and optimization of crashworthiness of thin-walled tubes under dynamic axial loading considering forming history
- Author
-
Beytüt, Hüseyin, Karagöz, Selçuk, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, BTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, and Beytüt, Hüseyin
- Subjects
Mechanical Engineering ,Makine Mühendisliği - Abstract
YÖK Tez No: 538650 İnce cidarlı tüpler, yüksek enerji emilim kabiliyetleri, düşük ağırlıkları ve düşük maliyetleri nedeniyle, özellikle motorlu araçların ön bileşenlerinde, uçaklarda ve trenlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Enerji emilim amacıyla kullanılan ince cidarlı tüplerden, kontrollü bir şekilde plastik deformasyona uğrayarak kinetik enerjiyi emmesi beklenir. Bu nedenle ince cidarlı tüplerin olası bir kaza anında nasıl davrandığını anlamak, seçilecek geometri ve malzeme açısından son derece kritiktir. Tez kapsamında, ilk olarak kesit çevre ve boy uzunlukları eşit olacak şekilde kare, altıgen, sekizgen, silindir ve uzun çap/kısa çap oranları farklı üç adet elips olmak üzere toplam yedi model tasarlanmıştır. Geometrik parametreler belirlenirken tüplerin eşit kütlede olması hedeflenmiştir. Al6061-T6 alaşımı tüplerin malzemesi olarak seçilmiştir. Tüpler alt ve üst olmak üzere iki parçadan oluşturulmuş ve toplam yirmi dört adet punta kaynağı kullanılarak birleştirilmiştir. İnce cidarlı tüplerde şekillendirme sırasında kalınlık değişimleri, plastik birim şekil değişimleri ve pekleşme olabilmektedir. Bu değişimlerin tüplerin çarpışma performansı üzerinde etkili olup olmadığını gözlemleyebilmek için tüpler plastik şekil verme uygulamalarından olan derin çekme ile üretilmiştir. Bütün modellerin derin çekme analizleri sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Daha sonra üretim geçmişi modellere aktarılarak çarpışma analizleri tekrarlanmıştır. İnce cidarlı tüplerin yüksek ilk tepki kuvveti en büyük dezavantajlarıdır. Bu nedenle ilk tepki kuvvetini düşürmek amacıyla üretim geçmişi aktarıldıktan sonra çarpışma performansı bakımından en iyi sonucu veren modele tetikleyici mekanizması eklenmiştir. Tetikleyici mekanizmasının tüp üzerindeki konumunun ve yarıçapının tüpün çarpışma performansı üzerinde yüksek etkisi vardır. Bu nedenle en uygun konum ve yarıçapı bulmak amacıyla optimizasyon çalışması yapılmıştır. Yanıt yüzey tabanlı optimizasyon yöntemi olan Küresel Yanıt Yüzey Yöntemi (KYYY) kullanılmıştır. Sonuçlar seçilen kesit geometrisinin tüplerin çarpışma performansı üzerinde etkili olduğunu göstermiştir. Ayrıca üretim geçmişinin modellere aktarılmasıyla, modellerin deformasyon şekillerinde değişimler olmuştur. Üretim geçmişi özellikle bazı modellerde tüplerin çarpışma performansına önemli ölçüde etki etmiştir. Tetikleyici mekanizmasının eklenmesiyle, ilk katlanma tetikleyici mekanizmasının bulunduğu bölgeden başlamış ve maksimum tepki kuvvetinde %35,47 düşüş sağlanmıştır. Optimizasyon çalışması sonrası ise başlangıç tasarımına göre emilen enerji miktarında %3,991 artış, maksimum tepki kuvvetinde ise %5,79 düşüş sağlanmıştır. Daha sonra optimum tasarıma üretim geçmişi aktarılmış ve maksimum tepki kuvvetinde %3,614, emilen toplam enerji miktarında ise %5,218 düşüş olmuştur. İnce cidarlı tüplerin tasarımında SolidWorks ve CATIA yazılımlarından, sonlu elemanlar analizinin gerçekleştirilmesinde ise HyperWorks 2017.2 paket programında bulunan, HyperMesh, HyperCrash, HyperMorph, HyperStudy, HyperView, HyperGraph, ve RADIOSS yazılımlarından yararlanılmıştır. Tüm analizlerde açık zaman entegrasyon ve lineer olmayan sonlu elemanlar kodları kullanılmıştır. Thin-walled tubes are widely used in front-components of motor vehicles, airplanes and trains, due to their high energy absorption capabilities, low weight and low costs. Thin-walled tubes used for energy absorption are expected to absorb kinetic energy by undergoing plastic deformation in a controlled manner. Therefore, understanding how thin-walled tubes behave in the event of a possible accident is extremely critical in terms of geometry and material to be selected. Within the scope of the thesis, a total of seven models with equal perimeter and longitudinal length were designed, namely square, hexagonal, octagonal, cylinder and three ellipses. In determining the geometric parameters of tubes, it is aimed to have equal mass. Al6061-T6 alloy was selected as the material of the tubes. The tubes were formed from two parts, upper and lower. A total of twenty-four spot welds were used to assemble tubes. Thin-walled tubes may have thickness changes, plastic strain and work hardening during forming. In order to observe the effect of these changes on crashworthiness of the tubes, the tubes are produced by deep drawing which is one of the plastic forming applications. Deep drawing analysis of all models was performed by using finite element method. Then, the forming history was mapped to the models and the crash analyzes were repeated for all models. The high initial crushing force of thin-walled tubes is their biggest disadvantage. Therefore, in order to reduce the initial crushing force, the trigger mechanism was added to the model which gave the best result in terms of crashworthiness after the forming history was mapped. The location and radius of the trigger mechanism on the tube have a high impact on the tube's crashworthiness. For this reason, an optimization study was performed to find the most suitable location and radius. Global Response Surface Method (GRSM) was used which is a response surface based optimization method. The results showed that the selected cross-section geometry was effective on the crashworthiness of the tubes. In addition, there have been changes in the deformation shape after forming history was mapped to the models. The production history has significantly affected the crashworthiness of the tubes, especially in some models. With the addition of the trigger mechanism, the first folding began from the region of the trigger mechanism and the peak crushing force decreased by 35.47%. After the optimization study, an increase of 3.991% in the amount of absorbed energy and a decrease 5.79% in the peak crushing force was achieved according to the initial design. Then, the forming history was mapped to optimum design and the peak crushing force decreased by 3,614% and the total amount of absorbed energy decreased by 5,218%. In the design of thin-walled tubes, SolidWorks and CATIA V5 software were used. HyperMesh, HyperCrash, HyperMorph, HyperStudy, HyperView, HyperGraph, and RADIOSS software were used for finite element analysis. Explicit and non-linear finite element codes were used in all analyzes.
- Published
- 2019
16. Investigation of pressure dependent friction coefficient of third genaration fortiform 1050 steel with experimental and finite element analysis
- Author
-
Çini, Yasin, Karagöz, Selçuk, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, BTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, and Çini, Yasin
- Subjects
Mechanical Engineering ,Higher order finite elements ,Makine Mühendisliği ,Yüksek mertebeli sonlu elemanlar - Abstract
YÖK Tez No: 560784 Sac metaller başta otomotiv sektörü olmak üzere birçok farklı sektörde kullanılmakta ve uygulama alanları sürekli artmaktadır. Kullanım alanları ve geometrilerine bağlı olarak malzemelerden beklenen özellikler değişmektedir. Günümüz otomotiv endüstrisinde ağırlıktan kazanç sağlayarak emisyon oranını azaltma trendi göz önünde bulundurulduğunda, geleneksel malzemelere oranla nispeten hafif malzemeler dikkat çekmektedir. Bu bağlamda hafif malzemeler olarak adlandırılan alüminyum, magnezyum, kompozit ve ileri yüksek mukavemetli çelik malzemeler ön plana çıkmaktadır. İleri yüksek mukavemetli çelikler geleneksel çeliklerle kıyaslandığında aynı özgül ağırlık değerine sahipken daha yüksek dayanım sunabilmektedirler. Geleneksel malzemeler yerine yüksek dayanımlı malzemenin kullanımı ile aracın çeşitli parçalarında sac kalınlığını düşürerek eş dayanım değerine sahip daha hafif parçaların ve dolayısıyla daha hafif araçların üretilmesi mümkün kılınmaktadır. Bu çalışmada, üçüncü nesil ileri yüksek mukavemetli çelikler ailesinin bir üyesi olan Fortiform 1050 malzemesinin preste şekillendirilme davranışı incelenmiştir. Sac parçaların soğuk şekillendirme prosesinde form vermeyi etkileyen pek çok farklı parametre bulunmaktadır. Bu parametrelerden biri olan sürtünme katsayısı, iki farklı sanal simülasyon yöntemi ile incelenmiş ve bu iki yöntemin kıyaslaması yapılmıştır. Bahsi geçen bu iki yöntemde Coulomb sürtünme katsayısı ile basınca bağlı sürtünme katsayısının sac şekillendirme üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Basınca bağlı sürtünme katsayısının bulunabilmesi adına değişik kuvvet değerleri altında bir takım testler gerçekleştirilmiştir. Bu testler sonucunda sürtünme katsayısının farklı kuvvetler altındaki değerleri elde edilmiştir. Basınca bağlı sürtünme katsayısı formülasyonuna uygun Matlab kodu yazılarak elde edilen sürtünme katsayıları ve bunlara karşılık gelen kuvvetler girilerek simülasyonu gerçekleştirebilmek için gerekli olan n ve Po değerleri bulunmuştur. Sürtünme katsayısının şekillendirme üzerindeki etkisini araştırabilmek adına destek parça tasarımı gerçekleştirilmiş ve bu parçayı preste üretebilmek için gerekli olan kalıp, firma bünyesinde bulunan prototip kalıbın revize edilesiyle elde edilmiştir. Bu kalıp yüzeylerine ve iki farklı sürtünme katsayısı teoremine göre şekillendirme analizleri gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarının doğruluğunu anlamak adına prototip parçaların üretimi yapılmış ve prototip parçalar ile simülasyon sonuçları kıyaslanmıştır. Bu kıyaslamayı gerçekleştirebilmek için ilk olarak parçaların şekillendirilme sonrasındaki çekme paylarına bakılmıştır. Prototip parçalardaki çekme paylarını ölçebilmek adına pot üzerine belirli bölgelerde işaretlemeler yapılmış, bu işaretler ile final parça arasındaki mesafeler ölçülmüştür ve simülasyon sonuçlarındaki çekme payları arasındaki fark incelenmiştir. Daha sonra üretilen prototip parçalar taranıp, tarama datası simülasyon sonuçları ile çakıştırılarak şekillendirme sonrası sac parçaların geri esneme doğruluğu kıyaslanmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda, basınca bağlı sürtünme katsayısının daha doğru sonuçlar verdiği görülmüştür. Sheet metals are being used in many industries, particularly in the automotive industry, and they have increasing use cases. Depending on the geometry and the area of use, the expected properties of the materials vary. Considering the trend of reducing emission rate by the reduction in weight, compared to traditional materials, relatively light materials stand out. In this regard, aluminium, magnesium, composite and advanced high strength steel materials, which are called light materials, come into prominence. In comparison to traditional steel, advanced high strength steels provide higher strength while having the same specific gravity. By using high strength materials in place of traditional materials, the sheet thickness of the parts of the automobile can be reduced without a loss on their strength. Thus, the automobile becomes lighter corresponding to the weight loss of its parts. In this study, the behaviour of Fortiform 1050, a member of the third-generation high strength steel family, in press forming is examined. There are many parameters in cold press forming of sheet metals that affect forming. Friction coefficient, which is one of those parameters, is examined by two different virtual simulation methods, and a comparison of two is made. With these two methods, the effects of Coulomb friction coefficient and pressure dependent friction coefficient on sheet metal forming is investigated. A number of tests under varying force values are conducted in order to calculate the pressure dependent friction coefficient. In consequence of these tests, different values of friction coefficient under different forces are obtained. By entering the friction coefficient values and the corresponding forces on the coding in MATLAB, that is coded in regard to pressure dependent friction coefficient, n and Po values, which are required in order to run the simulations, are calculated. To be able to examine the effects of the friction coefficient on forming, a support part is designed and the die design that is required to produce this part is updated to revise the die of the prototype found at the company site. Forming analyses are made according to these die surfaces and two different friction coefficient theorems. In order to understand the accuracy of the simulation results, prototype parts are produced, and the results are compared with the prototype parts. To carry out this comparison, firstly shrinkage allowance of the parts after forming is examined. In order to measure the shrinkage allowance in the prototype parts, markings are made on specific parts of the pot, the distances between these marks and the final part were measured and the difference between the shrinkage allowances in the simulation results is examined. Then, produced prototype parts are scanned, and shrinkage allowance accuracy of sheet metal parts is compared with the results of the simulation data. According to the data obtained, the pressure dependent friction coefficient is found to be more accurate.
- Published
- 2019
17. The examination of the mortise and tenon joint by sheet-bulk metal forming
- Author
-
Demir, Mücahit Tugay, Karagöz, Selçuk, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, BTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, and Demir, Mücahit Tugay
- Subjects
Metal forming press ,Metal şekillendirme ,Mechanical Engineering ,Mekanik kenetleme yöntemi ,Makine Mühendisliği ,Metal forming ,Metal şekillendirme presi ,Mechanical bond method - Abstract
YÖK Tez No: 560792 Bu tez çalışmasında, mobilya sektöründe kullanılan zıvanalı geçme yönteminin iki sac levha veya plakanın birbirine dik olarak bağlantısı üzerine çalışılmıştır. Erkek parçasına (Tenon) zıvana dili denilmekte ve dişi parçasına yani delikli parçaya zıvana boşluğu (Mortise) adı verilir. Bu bağlama yöntemine literatürde zıvanalı geçme olarak adlandırılmaktadır. İki parçanın birbirine dik olarak bağlamanın birçok yöntemi mevcuttur. Örneğin; kaynak, cıvata-perçin, yapışkan malzeme gibi metot kullanarak birleştirme yöntemleri mevcuttur. Mevcutta kullanılan bu yöntemlerde ekstra kullanılan ara bağlayıcı malzemelerle hem maliyet hem de araçta oluşan ağırlık otomotiv sektörü veya uzay - havacılık sektörü için istenmeyen bir durumdur. Bu bağlantı yönteminin diğer bağlantı yöntemlerinden avantajları ve dezavantajları araştırılmış ve uygulaması için analizler yapılmıştır. Ayrıca bilinen bu yöntemler aynı malzemeler için sorun oluşturmazken farklı malzeme özelliklerindeki iki malzeme için problem oluşturabilir. Malzeme olarak Alüminyum-5182 ve St12 çeliği malzemeleri kullanılmıştır. Tasarım programı olarak Catia V5R20, analiz için modeller Hypermesh'te mesh atılıp Hypercrash'ta basma ve çekme analizleri yapılmıştır. Uygulama için 4 farklı geometri üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Geometrilerde değişkenler olarak zıvana dili yüksekliği ve zıvana boşluğunun geometrik ölçüleri kullanılmıştır. Ek olarak, zıvana boşluğu hem kademeli bir boşaltma hem de kademesiz bir boşaltma için değerlendirilmiştir. Kademesiz zıvana boşluğu için iki tane zıvana dili uzunluğu değişkeni ve kademeli zıvana boşluğu için iki tane zıvana dili uzunluğu değişkenleri seçilmiştir. Zıvana dili uzunlukları her iki zıvana boşluğu değişkenleri için aynı uzunluklardadır. Mekanizmaya önce presle zıvana dilini, zıvana boşluğun doğru bir akış sağlayıp daha sonra zıvana boşluğunu kalıp olarak varsayarsak o boşluğa dolduracak şekilde presleme işlemine devam edilir. Belirlenen sınır koşullarında bu işlem Hyperworks'ün Hypercrash ara yüzünde hazırlanmıştır. Çıkan sonuçlara ait sonlu elemanlar analiz dosyasına daha sonra çekme testi uygulanmıştır. Presleme analizine göre kademesiz dişi parçalı ve erkek parça zıvana dili uzunluğu 10 mm olan parça uygun birleştirme parametreleri olarak yorumlanmıştır. Daha sonra yapılan çekme testine göre sonuçlar grafiğe aktarılmıştır. Grafikteki değerler üretilebilirliğe ve bağlantıların en iyi düzeyde sağlanmasına bakılarak yorumlanmıştır. Bu sonuçlara göre de uygun olan parçanın kademesiz dişi parçalı ve erkek parça zıvana dili uzunluğu 10 mm belirlenmiştir. In this study, two sheets are joined perpendicular to one another by sheet bulk metal forming and are used for a variant of the traditional mortise-and-tenon joint. A sheet metal is called as a tenon, other sheet metal is called as a mortise. This method is known as the mortise and tenon jointsin the literature. There are many methods of connecting two sheets perpendicular to one other, such as welding, bolt-rivet, adhesive materials etc. In these methods, both the increasing cost and weight due to use intermediate materials are undesirable situation for the automotive industry. The advantages of mortise and tenon joints from other connection methods have been investigated and analysis have been performed. While these methods do not pose problems for the same materials, they can be problematic for two materials with different material properties. Aluminum-5182 and St12 steel materials were used as materials. Catia V5R20 was used as the design program. The mesh modelling was created for analysis via Hypermesh and than dynamic ekspilicit analysis was performed via Hypercrash. The four differences assembly folder were studied for analysis. The height of tenon and the geometric dimensions of mortise gap were used as geometric variables. In addition, the mortise gap was evaluated for both rectangular stepped holes and a stepless rectangular holes. The length variables of two tenons were used for rectangular stepless mortise, and in the same way, the length variables of two tenons were used for rectangular stepped mortise. The tenon lenghts are the same lengths for both mortise variables. Firstly tenon was pressed via upsetting in the perpendicular direction, and by the way tenon completely was filled the rectangular cavity of the mortise. According to compression tests, the stepless gap of mortie and tenon length of 10 mm piece was selected as the appripriate mortise and tenon joint parameters. After that tensile test analysis was prepared at the Hypercrash interface under specified boundary conditions. The tensile test was then applied to the finite element analysis output files. In order to find the appropriate study, both pressing and tensile test results were examined. According to these results, the stepless gap of mortie and tenon length of 10 mm piece was selected as the appripriate mortise and tenon joint parameters.
- Published
- 2019
18. Investigation of the effect of springback in deep drawing with finite element method
- Author
-
Gülen, Mehtap, Karagöz, Selçuk, BTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Gülen, Mehtap, and Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
- Subjects
Mechanical Engineering ,Makine Mühendisliği - Abstract
YÖK Tez No: 538364 Bu tez çalışmasında sac şekillendirme yöntemlerinden biri olan derin çekme işleminde en çok karşılaşılan sorunlardan biri olan geri yaylanma davranışı incelenmiştir. Geri yaylanmanın tahmini ve telafisi nihai parça geometrisini etkileyen aynı zamanda zaman ve maliyet açısından kazanç sağlayan önemli bir unsurdur. Sonlu eleman benzetimi ile alüminyum derin çekme işlemlerini değerlendirmeye ve bu işlemler için uygun parametreler geliştirmeye odaklanılmıştır. Derin çekme yöntemi, birbirini tamamlayan, genelde zımba ve matris olarak adlandırılan uygun formlu dökme demir veya çelik malzemeden imal edilmiş parçalar arasına sacın konulup, orta kısımda bir çekme kuvveti ve kenarlarda yüksek bir basma kuvveti uygulanması ile yapılan şekillendirmedir. Uygulanan şekil verme yöntemi ile parçaya istenilen form verilirken, parçada deformasyonlar ortaya çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında derin çekmeye uygun iki ayrı parça belirlenmiştir. Malzemenin cinsi, ağ örgüsünün boyutu, ağ örgüsünün yapısı, sac parçanın kalınlığı, tutucu kuvveti, zımbanın hızı gibi derin çekme analizinde kullanılacak parametreler kararlaştırılmıştır. Alüminyum parçalar için analiz yapılmıştır. Tutucu kuvveti ve zımbanın hızı için programa girilen değerler geniş bir aralıkta değiştirilerek derin çekme analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda oluşan animasyon dosyaları Hyperview'de oynatılmış ve şekillendirme sınır diyagramı çizdirilmiştir. Şekillendirme sınır diyagramları incelenmiştir. Sac malzemelerin şekillendirilebilirliğini değerlendirmek için birçok teknik kullanılmaktadır. Bu tekniklerden birisi de şekillendirme sınır diyagramıdır. Bu diyagrama bakılarak derin çekme işlemi sonucunda işlem görmüş parçada buruşma veya yırtılma olup olmadığı değerlendirilir. Yırtılma olan parçalara geri yaylanma analizi uygulanmaz. Değerlendirme sonucu uygun görülen parçalara geri yaylanma analizi uygulanmıştır. Sac malzemeleri şekillendirirken uygulanan yük kaldırıldığında, malzeme elastik olarak toparlanmaya ve böylelikle şekillendirme işlemi öncesi formuna dönmeye çalışmaktadır. Bu olaya geri yaylanma denir. Geri yaylanma analizi için ilgili dosya programa aktarılmıştır. Geri yaylanma analizleri tamamlanmıştır. Elde edilen animasyon dosyaları Hyperview'de oynatılmıştır. Sonuç ekranından yer değiştirme değeri okunmuştur. Yer değiştirme değeri derin çekilmiş parçada meydana gelen geri yaylanma miktarını verir. Yer değiştirme değeri en düşük olan parçada geri yaylanma miktarı en azdır. Bu parçanın derin çekilmesi sırasında kullanılan kuvvet ve hız değerleri en iyi parametreler olarak belirlenmiştir. Geri yaylanmanın en az çıktığı analiz ile geri yaylanmanın en fazla çıktığı analizin sonuçları kıyaslanmış ve bu çalışmanın sonucunda ne kadarlık bir iyileşme sağlandığı belirlenmiştir. En yüksek geri yaylanma miktarından en düşük geri yaylanma miktarı çıkarılmış, en yüksek geri yaylanma miktarına bölünmüş yüz ile çarpılmış ve yüzde cinsinden iyileştirme oranı hesaplanmıştır. Birinci parça için iyileştirme oranı %57,26, ikici parça için iyileştirme oranı %95,28 'dir. Parametrelerin değerleri değiştiğinde geri yaylanma miktarının ne kadar değiştiği izlenmiş ve kıyaslanmıştır. Geri yaylanmanın değerinin en az olması için bu parametrelerin değerlerinin ne olması gerektiği üzerine yorum yapılmıştır. Geri yaylanmayı azaltmak için daha küçük kuvvet değerlerinde derin çekme işleminin yapılması önerilebilir. Derin çekme işleminde parçada buruşmalar ortaya çıkmayacak kadar bir kuvvet ve hız tercih edilmesi gerekir. Çok yüksek hızlara ve kuvvet değerlerine çıkılması uygun değildir. One of the basic problems in sheet metal forming by deep drawing is springback. In this study, this determination is investigated. Springback prediction and compensation is one of the most important factor which affects the desired piece shape, time and cost gains. Finite element simulation focused on evaluating aluminum deep drawing processes and developing appropriate parameters for these processes. The deep drawing method is the forming of the sheet between the pieces made of cast iron or steel material of suitable form, which are generally complementary to each other, called staples and matrices, with a pulling force in the middle part and a high pressing force on the edges. While the desired shape is given to the piece by the applied shaping method, deformations occur in the piece. In this thesis, two pieces which are suitable for deep drawing were determined. The parameters to be used in deep drawing analysis such as type of material, size of mesh, structure of mesh, thickness of sheet metal, holding force, speed of punch were determined. Analysis were done for aluminum pieces. Deep drawing analysis was performed by changing the values entered into the program for the holding force and the speed of the punch. The animation files formed as a result of the analyzes were played at the Hyperview and the forming limit diagram was drawn. Forming limit diagrams were investigated. Many techniques are used to assess the formability of sheet materials. One of these techniques is the forming limit diagram. By looking at this diagram, the deep-drawing process is evaluated whether the treated piece is wrinkled or torn. Spring back analysis were not applied to torn pieces. Spring back analysis was applied to the parts considered appropriate after the evaluation. When the load applied while shaping sheet materials, the material tries to recover elasticly and thus return to the preforming form. This event is called springback. The relevant file for the springback analysis was transferred to the program. Spring back analyzes were completed. The resulting animation files were played at Hyperview. The displacement value was read from the result screen. The displacement value gives the amount of spring back occurring in the deep drawn piece. At the lowest displacement value, the amount of springback is minimal. The force and velocity values used during the deep drawing of this part were determined as the best parameters. The results of the analysis with the lowest spring back and the results of the analysis with the maximum spring back were compared. It is determined how much improvement has been achieved as a result of this study. The lowest springback amount was removed from the highest springback amount, divided by the maximum springback, multiplied by a hundred and the percentage improvement rate was calculated. The improvement rate for the first piece was 57,26% and the improvement rate for the second piece was 95,28%. When the values of the parameters were changed, the amount of spring back changed was monitored and compared. In order for the value of the springback to be the lowest, the values of these parameters should be interpreted. In order to reduce spring back, deep drawing can be recommended at smaller force values. In the deep drawing process, a force and velocity should be preferred so that the wrinkles do not occur. Very high speeds and force values are not suitable.
- Published
- 2019
19. Investigation of collision performance of automobile bumper beam and energy absorber
- Author
-
Turan, Mehmet Kıvanç, Karagöz, Selçuk, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, BTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, and Turan, Mehmet Kıvanç
- Subjects
collision ,Enerji sönümleyici ,Mechanical Engineering ,enerji sönümleme kapasitesi ,bumper beam ,Makine Mühendisliği ,tampon ,Energy absorber ,tampon kirişi ,maximum collision force ,bumper ,maksimum çarpışma kuvveti ,çarpışma ,energy absorber capacity - Abstract
Ulaşım insanoğlunun temel ihtiyaçlarından biridir. İnsanoğlu, var olduğundan beri gerek su ve besin kaynakları, gerekse çevresel şartlar gibi birçok sebepten dolayı bir yerden başka bir yere gitmektedir. Önceleri bunun için at, eşek gibi diğer canlıları kullanırken, ilerleyen zamanlarda bilgi seviyesinin artmasıyla farklı araçlar geliştirilmiştir. Örnek olarak sal, at arabası verilebilir. Zaman ilerledikçe, vasıtalar çok daha gelişmiş olanlara dönüşmüştür. Özellikle Sanayi Devrimi sonrasında artan üretim hızı, daha çok yük taşımayı ve daha hızlı ulaşımı zorunlu kılmıştır. Otomobil düşüncesinin kökeni çok daha eskiye dayanmasına rağmen, içten yanmalı motorların keşfine kadar otomotiv alanında çok önemli bir gelişme yaşanmamıştır. Bu keşiften sonra otomobil tüm dünyada ilgi odağı olmuştur. Çünkü eski otomobiller daha yavaş ve daha az mesafe giderken, yeni otomobiller hem daha çok mesafe gidebiliyordu hem de daha hızlıydı. Henry Ford'un geliştirdiği Seri Üretim Yöntemi sayesinde çok daha hızlı bir şekilde otomobil üretilmekteydi. Bunun sonucu olarak trafikte olan otomobil sayısı artmıştır. Bunun sonucunda trafik kazalarında önemli artış olmuştur. Bu durum otomobil üreticilerinin güvenlik ekipmanları üzerine çalışmaya yöneltmiştir. Tampon sistemi; tampon, tampon kirişi, enerji sönümleyiciden oluşan, asli görevi deforme olarak otomobil içindeki yolcuları korumak olan bir güvenlik ekipmanıdır. Özellikle düşük ve orta hızlı kazalarda ön plana çıkmaktadır. Genellikle tampon kirişi ve enerji sönümleyicinin yapımında çelik, alüminyum gibi metal malzemeler kullanılırken, tampon yapımında plastik, kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Bu parçaların performansı değerlendirilirken beş ana unsura bakılır. Bunlar ; enerji sönümleme kapasitesi, maksimum çarpışma kuvveti, ortalama çarpışma kuvveti, özgül enerji sönümleme miktarı, çarpışma kuvveti verimi. Yaptığımız çalışmada DP600 malzemesi için en yüksek verime sahip enerji yutucu ve tampon modeli, araştırılmıştır. Daha sonra buna alternatif olabilecek Al 7075-T6 ve AZ31B malzemesi için de aynı çalışmalar yapılmıştır. Çalışmada enerji sönümleyici olarak dört adet eş kütleli model kullanılmıştır. Bunlar, literatürde en çok kullanılan kare, dikdörtgen, altıgen, silindir kesitli modellerdir. Daha sonra yine kütle sabit tutularak silindir kesitli model üzerinden koniklik açısının etkisi araştırılmıştır. Tampon kirişinde ise bir ana model ve bu ana model üzerinde oynamalar yapılarak beş farklı model oluşturulmuştur. Analizler explicit olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda silindir enerji sönümleyici en iyi sonucu vermiştir. Konik yapıda düşük açıların daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Tampon kirişi için alüminyum malzemede birinci model diğer çelik ve magnezyum malzemede dördüncü modelin en iyi sonucu verdiği görülmüştür. Anahtar kelimeler: Enerji sönümleyici, tampon, tampon kirişi, enerji sönümleme kapasitesi, maksimum çarpışma kuvveti, çarpışma. Transportation is one of the main human needs. Since the beginning of the humanity, human moves one place to another for many reasons such as water, food based environmental conditions. At the beginning, horse and donkey were used for this but as the time passed by, many different transportation systems were developed. Raft, horse cart can be given as an example. As the time progress, vehicles turned into more advanced ones. Especially, after the Industrial Revolution, increased production speed necessitated to carry more products much faster. Although the idea of automobile originated in former times, no noteworthy progress was drawn attention until the internal combustion engine invention. After the invention, automobile become the focus of interest all over the world. Old automobiles were slow and could go less distance whereas the new automobiles are faster and can go much further distance. Due to mass production method developed by Henry Ford, ore automobiles can be manufactured. Therefore, many cars get on the traffic which will results in more traffic accidents. This makes car companies to work on security equipment. The main purpose of bumper system which consists of bumper, bumper beam and energy absorber is to protect the human being inside the car by deforming itself. This happens especially at slow and fast speed accidents. Steel and aluminum are used in the production of bumper beam and energy absorber while plastic and composite materials are used in the production of bumper. In the evaluation procedure of these tools, there are five main elements which are energy absorption capacity, maximum collision force, mean collision force, specific energy absorption amount and collision force efficiency. In this study, the most efficient energy absorber and bumper model is studied for DP600 material. Then, same procedure is applied to Al 7075-T6 and AZ31B materials as an alternative. In this work, four identical models in terms of mass is used for energy absorber. Mostly used ones in literature are square, rectangle, hexagon, cylinder cross-section models. Then, conical angle is investigated over the cylindrical cross-section. In this section, the mass is also constant. In bumper beam, there are main model and five altered models. The analysis was done in explicitly. Cylinder energy absorber gave the best result. In conical shape, the smaller angles gave the better results. In aluminum material, the first model; in steel and magnesium material, fourth model gave the best results for bumper beam.Keywords: Energy absorber, bumper, bumper beam, energy absorber capacity, maximum collision force, collision. 100
- Published
- 2018
Catalog
Discovery Service for Jio Institute Digital Library
For full access to our library's resources, please sign in.