* Doktora Tezleri

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.14901/835

Browse

Now showing 1 - 15 of 15

Antimikrobiyal ve Yüksek Osseointegrasyon Özelliği Kazandıracak Biyo-jel İçeren Özgün Bir Dental İmplant Tasarımı ve Seçici Lazer Ergitme Yöntemiyle Üretimi
(2024) Köseoğlu, Merve Taftalı; Yetim, Ali Fatih
Biyomalzemeler, vücutta işlevini kaybetmiş organların geri kazanılması ve yenilenmesi için kullanılan destek materyalleridir. Biyomalzemelerden biri olan diş implantları, çene kemiğine yerleştirilirken iki büyük olumsuzlukla karşılaşılır. Bu sorunlardan biri, yerleştirme sırasında oluşan ısınma neticesinde nekrozun meydana gelmesi iken, diğeri ise yerleştirme sırasında kemik-implant ara yüzeyinde mikrobiyal biyofilmin oluşumu olarak tespit edilmiştir. Bu sorunların da implantın kısa sürede kaybedilmesine sebep olduğu gözlenmiştir. Bu implant başarısızlıkları nedeniyle, tekrarlanan implant operasyonları hastalarda hem ekonomik hem de psikolojik problemlere sebep olurken, diş hekimlerinde de operasyon sırasında meydana gelebilecek bu tür olumsuzluklar yüzünden implantı kaybetme olasılığına karşın, işlerinde başarısız olma stresi ve kaygısı ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle, sunulan tezde, dental implant uygulamalarında başarının arttırılması, implantın çene kemiğine yerleştirilmesi sırasında oluşan ısının optimum seviyede tutulması (nekroza sebep olmayacak) ve oluşabilecek enfeksiyonun önüne geçilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda ilk olarak PDMS esaslı biyo-jel sentezi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen biyo-jele kemik tozu/grafen/antibiyofilm peptit farklı kombinasyonlarda katkılanarak oral enfeksiyonlara sebep olan bakteri ve maya suşlarına karşı antimikrobiyal ve antibiyofilm aktiviteleri değerlendirilmiştir. Ek olarak, biyo-jel kombinasyonlarının insan eritrosit hücrelerine karşı hemolitik aktiviteleri belirlenmiştir. Biyo-jelin implant-kemik ara yüzeyine ulaşmasını sağlayacak kanal sistemine sahip geometrideki bir implantın içerisine yerleştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Hazne-kanal sistemine sahip implantın geleneksel üretim yöntemleri ile üretilmesi mümkün değildir. Bu nedenle eklemeli üretim yöntemlerinden biri olan seçici lazer ergitme yöntemi ile hazne-kanal sistemine sahip özgün bir implant tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Dental implantın statik ve dinamik özellikleri belirlenerek karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır.
Eklemeli İmalat Yöntemiyle Üretilen Poroz Yapılı ve Biyomimetik Ağaç Benzeri Elemanların Yapısal, Termal ve Akış Özelliklerinin İncelenmesi
(2025) Mandev, Yeşim Zeynep; Yetim, Ali Fatih
Bu çalışmada, SLM yöntemiyle üretilen poroz plaka numunelerin yapısal ve termal özellikleri ve yine SLM yöntemi kullanılarak üretilen biyomimetik ağaç benzeri yapıların terlemeli soğutma performansları incelenmiştir. Bu yapılar, özellikle uçak motorları gibi yüksek sıcaklıklara maruz kalan parçalar için terlemeli soğutma yönteminin etkinliğini değerlendirmek amacıyla incelenmiştir. CoCrW, 316L, Ti6Al4V tozlarından SLM ile üretilen poroz plakalarla yapılan ısıl iletkenlik deneyleri ve yüzey pürüzlülüğü, mikro sertlik ölçümleriyle elde edilen sonuçlara göre; malzemelerin fiziksel, mekanik, termal ve yüzey özelliklerinin büyük ölçüde SLM üretim parametrelerine bağlı olduğu görülmüştür. Her 3 malzeme ile üretilen poroz plaka numunelerde malzemenin doluluk oranının artmasıyla sertlik değerleri artış göstermiştir. Farklı enerji yoğunluklarında yapılan üretimler neticesinde numunelerde gözlenebilecek en temel fark boşluk oranında olmuştur. Sonuç olarak, eklemeli imalat sürecinin ısı ve akış uygulamalarına yönelik ürünlerinde proses parametrelerinin dikkate alınmasının önemli olduğu gözlemlenmiştir. SLM ile üretilen poroz plaka numunelerde yapılan ısıl iletkenlik ölçümlerine göre en iyi termal performansı gösteren 316L tozu ile üretilen plakalar olmuştur. Bu sebeple ısı transferi deneyleri için üretilen biyomimetik ağaç benzeri yapılar 316L tozundan SLM ile üretilmiştir. Bu yapılarda en iyi termal performansı 500 μm başlangıç kanal çapına, 0,65 dallanma oranına ve çapın 6 katı olacak şekilde kanal kopyalama mesafesine sahip olan N7 numunesi (30×30×30 mm) göstermiştir. Bu numune üzerinde, parçacık görüntülemeli hız ölçümü (PIV) yöntemi kullanılarak vektör haritaları da elde edilmiştir. En iyi ısı transferi sonuçlarının kanal çapının artması ve dallanma oranı ile kopyalama mesafesinin azalmasıyla elde edildiği görülmüştür.
Eklemeli Üretimle İmal Edilen Havacılık Sektöründe Kullanılan Titanyum Alaşımlarının, Farklı Sıcaklıklardaki Yorulma ve Kırılma Özelliklerinin Belirlenmesi ve Dinamik Davranışlarının İyileştirilmesi
(2024) Tekdir, Hilmi; Yetim, Ali Fatih
Bu çalışmada, Seçici Lazer Ergitme (SLE) yöntemi ile üretilen Ti6Al4V alaşımının farklı servis koşullarındaki yorulma davranışları ve kırılma mekaniği özelliklerinin analizi amaçlanmıştır. SLE, metal tozlarının bilgisayar kontrollü yüksek enerjili bir lazerle tabaka tabaka ergitilerek karmaşık geometrili parçaların üretildiği Eklemeli Üretim (EÜ) yöntemlerinden biridir. Titanyum alaşımları, ağırlığına oranla yüksek mukavemet özellikleri ile otomotiv, savunma sanayi ve havacılık uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. SLE ile üretilen türbin kanatları, çeşitli servis koşulları altında tekrarlı yüklere maruz kalmakta ve bu durum çatlak oluşumunu tetikleyerek kırılmaya yol açabilmektedir. Havacılık ve savunma endüstrilerinde, türbinlerin yüksek sıcaklık veya aşırı soğuk ortamlara maruz kaldıklarında verimli çalışmaları beklenmektedir. Ayrıca, malzemeler değişken yükler altında ani aşırı yüklemelere de maruz kalabilmektedir. Bu nedenle, SLE ile üretilen malzemelerin sabit ve değişken genlikli yükler altında yorulma davranışlarının incelenmesi ve yorulma ömrünün geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Yorulma hasarının yüzey özellikleri ile doğrudan ilişkili olduğu bilindiğinden, yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi, yorulma performansını artırmaktadır. Bu kapsamda, SLE ile üretilen Ti6Al4V yorulma ve kırılma mekaniği numuneleri işlemsiz, 850ºC-2 saat ısıl işlem ve elektrokimyasal parlatmaya tabi tutulan (ikincil işlemli) ve ısıl işlem ardından Kapalı Alanda Dengesiz Manyetik Sıçratma yöntemiyle DLC kaplanan (kaplama uygulanan) üç grupta değerlendirilmiştir. Numunelerin farklı ortam sıcaklıklarındaki (25 ºC, -50 ºC, 50 ºC, 250 ºC ve çevrimsel -50/+50 ºC) yorulma ve çatlak ilerleme davranışları incelenmiş, yapısal, morfolojik ve mekanik özellikleri XRD, SEM, XPS, optik mikroskop, 3D optik profilometre ve mikro sertlik cihazları ile analiz edilmiştir. Yorulma çatlak ilerlemesi sırasında çatlak boyutlarındaki değişiklikler, dijital kameralar ve dijital görüntü alma/işleme (DIC) yöntemi ile tespit edilmiştir. Testler sonucunda, tüm numune gruplarında 25 ºC'de en iyi yorulma dayanımı sağlanırken; 250 ºC'de yüzey altı oksit tabakasının oluşumu, -50 ºC'de düşük sıcaklığa bağlı gevrekleşme ve -50/+50 ºC çevrimsel sıcaklık koşullarından kaynaklanan termal genleşme farkı, malzemenin yorulma ömrünü olumsuz etkilemiştir. Isıl işlem ve yüzey işlemleri, malzemenin sertliğini artırarak yüzeyde bası artık gerilmeleri oluşturmuş ve bu sayede tüm test sıcaklığı koşullarında yorulma ömrünü iyileştirmiştir.
Farklı Akış Alanı Tasarımlarının Yakıt Pili Performansına Etkisinin Deneysel ve Sayısal İncelenmesi
(2019) Geliş, Kadir; Şahin, Bayram; Yurtcan, Ayşe Bayrakçeken
Bu tez kapsamında yakıt pillerinin ağırlıkça %80 ini oluşturan bipolar plakalar üzerindeki akış kanallarının iyileştirilmesi ve geometrik optimizasyonu üzerine sayısal ve deneysel bir çalışma yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda kullanılacak olan Membran Elektrot Grubu (MEA) tez kapsamında hazırlanarak tüm deneylerde kullanılmıştır. Deneysel çalışma kapsamında; literatürde güncel olarak kullanılan tekli serpantin tipi akış alanına sahip yakıt pili imal edilmiş ve imalatı yapılan yakıt pili 70 °C pil sıcaklığı, 1 atm basınç, %100 nemlendirme ve 0.25 lt/dk şartlarında test edilmiştir. Aynı geometri sayısal olarak çözümlenerek deneysel verilerle karşılaştırılmış ve sayısal model doğrulanmıştır. Geleneksel tekli serpantin tipi akış alanına sahip yakıt pili performansını iyileştirmek üzere 4 adet özgün akış alanına sahip model tasarlanarak öncelikle sayısal, sonra da deneysel olarak test edilmiştir. Elde edilen performansı en yüksek tasarım üzerinde geometrik parametrelerin etkisini sayısal olarak araştırmak üzere; kanal yüksekliği, kanal genişliği ve akış alanı/temas yüzeyi oranı; Yanıt Yüzey Yöntemi ile analiz edilmiştir. Akım yoğunluğunu maksimum, basınç düşümünü minimum yapacak hedef fonksiyonlara göre optimum kanal geometrisi elde edilmiştir. Elde edilen bu geometrinin pil sıcaklığı ve debisi değiştirilerek performansı deneysel olarak belirlenmiştir. Çalışma kapsamında tasarımı yapılan ve optimize edilen akış alanına sahip yakıt pillerinde geleneksel tek serpantin tipli yakıt piline göre akım yoğunluğu deneysel olarak %22.9 artmıştır.
Farklı Helis Yapılarında Çapraz Akışlı Isı Değiştiricinin Box-Bhenken Deney Tasarımı Uygulanarak Yapay Sinir Ağları ve Yüzey Yanıt Yöntemiyle Isı Transferi ve Akış Performans Optimizasyonu
(2025) Yoladı, Mehmet; Akyürek, Eda Feyza; Kotcioğlu, İsak
Bu çalışma, çapraz akışlı bir ısı değiştiricide farklı helisel kanatçık yapılarına sahip levhaların termal-hidrolik performansını Box-Bhenken deney tasarımlıyla deneysel, sayısal ve yapay zekâ tabanlı yöntemlerle incelemektedir. Üç farklı helisel kanatçık tipi (tek, iki ve üç ağızlı), her biri için sağ ve sol helis yönlerinde CNC ile üretilmiş yapıların, sıralı ve kaydırılmış levha dizilimlerinde kullanılmasıyla 12 konfigürasyon oluşturulmuş; bu yapıların türbülatörlü ve türbülatörsüz halleriyle birlikte toplam 24 farklı konfigürasyon değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında toplam ısı transfer katsayısı (U), taşınım katsayısı (h), ΔT (hava), ΔT (ln), ΔP (hava), Nusselt Sayısı, Reynolds Sayısı, f faktör, colburn j faktör, Stanton Sayısı, Termal Performans Faktörü (TPF), entropi (S) ve ekserji (X) değişimleri elde edilmiştir. Çalışmada ayrıca Solidworks, Spaceclaim, ANSYS Fluent, Fluent Meshing ve Discovery yazılımları ile sayısal olarak karşılaştırılmıştır. Ayrıca MATLAB ortamında geliştirilen Yapay Sinir Ağı (YSA) ve Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) modelleri ile sistem performansı modellenmiş ve optimize edilmiştir. RSM ile geliştirilen regresyon modelleri, özellikle Reynolds sayısının tahmininde istisnai bir başarı göstermiştir (R² ≈ 1.00, p < 10⁻¹²). Diğer parametrelerde de yüksek doğruluk elde edilmiştir: Nusselt sayısı için R² ≈ 0.90, sürtünme faktörü için R² ≈ 0.97 ve Colburn j faktörü için R² ≈ 0.94 olup, türbülans etkisiyle oluşan hata oranları %8–12 arasında değişmiştir.
İmplant Tasarımında Eklemeli Üretim Kriterlerini Dikkate Alan Bir Topoloji Optimizasyon Yaklaşımının Geliştirilmesi
(2024) Murat, Fahri; Kaymaz, İrfan
Topoloji optimizasyonu, belirli kısıtlar ve hedefler altında bir yapının malzeme dağılımını optimize ederek, minimum malzeme kullanımı ile maksimum performans elde etmeyi amaçlayan bir mühendislik yaklaşımıdır. Malzeme kullanımı optimize edilirken destek yapılarını en aza indirmek, üretim maliyetlerini ve çevresel etkileri önemli düzeyde azaltmaktadır. Bu çalışmada, topoloji optimizasyonu ile tasarlanan titanyum alaşımı, polietereterketon (PEEK) ve polikaprolakton (PCL) malzemelerinden eklemeli imalat yöntemleri ile üretilen gözenekli spinal implantların, mekanik performansları ve biyolojik davranışları kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. İmplant tasarımında kullanılan topoloji optimizasyonu için, eklemeli imalatta üretim yönü kısıtlamasını dikkate alarak destek yapılarını ortadan kaldıran bir algoritma geliştirilmiştir. Elde edilen tasarımlar, sonlu elemanlar analizi ile sayısal olarak değerlendirilmiş ve mekanik testlerle deneysel olarak doğrulanmıştır. Eklemeli üretim parametrelerinin optimizasyonu için yanıt yüzeyi metodolojisi kullanılarak, lazer üretim parametrelerinin ürün performansı üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda, çekme dayanımı için optimum parametre dağılımı belirlenerek optimize edilen titanyum implant tasarımları bu doğrultuda üretilmiştir. Mekanik testler ile implant yüzeylerinde ortaya çıkan deformasyon ölçümleri, iki boyutlu dijital görüntü korelasyon tekniği ile değerlendirilmiştir. Biyolojik testler sonucunda optimize edilmiş spinal implantların biyouyumluluk ve biyobozunurluk kapasitesi değerlendirilmiştir. Sonuçta, eklemeli üretim filtresi ile %19 oranında üretim süresi ve %22 oranında malzeme kazancı sağlanmıştır. Ayrıca polikaprolakton malzemede 90. gün sonunda PCL malzemesinde %1,26 oranında biyobozunma izlenmiştir.
Kompozit Yapıların Dijital Görüntü Korelasyon Tekniğiyle Mekanik Karakterizasyonu
(2023) Kavdır, Elanur Çelebi; Aydın, Murat Demir
Yapıştırma bağlantılarının birçok kritik öneme sahip endüstriyel alandaki kullanımları, onların mekanik davranışlarının belirlenmesinde güvenilir verilerin deneyel, sayısal ve analitik çalışmalarla eldesini zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmanın ilk aşamasında yapısal bir yapıştırıcı (DP810) ve alüminyum alaşımı yapıştırılan malzemenin (AA2024-T3) birleştirilmesi ile üretilen kompozit yapıların mekanik karakterizasyonu deneysel ve sayısal yaklaşımlar vasıtasıyla incelenmiştir. Deneysel analizlerde tüm deformasyon ölçümleri iki boyutlu dijital görüntü korelasyon tekniği (DIC) ile yapılarak; yapıştırıcıya ait elastik özellikler, Mod I ve Mod II'deki kırılma enerjileri, kohesiv bölge yaklaşımı için gerekli model parametreleri farklı deneysel yöntemler kullanılarak belirlenmiştir. Ayrıca, bu parametrelerin sayısal analizlerdeki güvenirliğinin tespit edilmesi amacıyla AA2024-T3 alüminyum alaşımı ve DP810 yapıştırıcısı kullanılarak oluşturulan açısal bindirmeli yapıştırma bağlantı numunelerinin farklı yük koşulları (çekme ve üç noktadan eğme) altındaki davranışları deneysel ve Kohesiv Bölge Modelleme (CZM) tekniği yaklaşımlı sayısal analizleri yapılmıştır. İkinci aşamada, ilk aşamada elde edilen sonuçlar doğrultusunda deneysel parametrelerin güvenilir ve tekrarlanabilir olduğu sonucuna varılarak özellikle havacılık uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bir bağlantı tipi olan T-yapıştırma bağlantısı üzerinde parametrik çalışmalar yürütülmüştür. Sonuç olarak; deneysel ve sayısal sonuçlar arasında iyi bir uyum olduğu, yapıştırıcı ile birleştirilmiş kompozit yapıların mekanik karakterizasyonunda DIC tekniğinin önemli bir deformasyon ölçüm aracı olduğu, ayrıca, CZM tekniğinde elastik olmayan etkiler dikkate alındığından özellikle tokluğu yüksek yapısal yapıştırıcıların mekanik davranışları, hasar ve dayanım tahminlerinde doğru ve tekrarlanabilir sonuçlar türettiği belirlenmiştir.
Mikrokanallarda Karma Taşınımla Isı Transferine Yüzey Pürüzlülüğü Etkilerinin İncelenmesi
(2022) Mandev, Emre; Manay, Eyüphan
Bu tez çalışmasında, mikrokanallarda imalat süreci kaynaklı yüzey pürüzlülüğü ve mikrokanal boyutları gibi geometrik parametrelerin karma taşınımla ısı transferine etkileri incelenmiştir. Paslanmaz çelik malzeme kullanılarak üretilen dikdörtgen kesitli çoklu mikrokanallarda, birleşik doğal ve zorlanmış taşınım etkilerinin toplam ısı transferine katkısı deneysel olarak araştırılmıştır. Deneylerde 1,1 μm, 1,8 μm ve 3,0 μm olmak üzere üç farklı ortalama yüzey pürüzlülüğüne, 300 μm, 500 μm ve 700 μm'lik üç kanal genişliğine ve 300 μm ve 450 μm'lik iki kanal yüksekliğine sahip mikrokanallı ısı alıcılar kullanılmıştır. İmalat sürecinde elektro-erozyon üretim parametreleri değiştirilerek yüzey pürüzlülüğü hassas şekilde kontrol edilmiş ve farklı geometrik özelliklerde üretilen mikrokanallı ısı alıcılar için detaylı yüzey haritaları oluşturulmuştur. İş akışkanı olarak saf su kullanılan deneylerde, mikrokanallı ısı alıcı alt yüzeyine sabit ısı akısı uygulanmıştır. Ayrıca karma taşınım koşullarını sağlamak için deneyler 10–80 Reynolds sayısı aralığında gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, yüzey pürüzlülüğünün karma taşınımla ısı transferi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, yüzey pürüzlülüğü etkisinin nedenleri ve seviyesi de tartışılmıştır.
Mikrokanallarda Yüzey Pürüzlülüğünün Akış Kaynama Karakteristiklerine Etkisinin İncelenmesi
(2020) Ateş, İbrahim; Şahin, Bayram
Bu doktora tez çalışmasında, çoklu mikrokanallarda başta yüzey pürüzlülüğü olmak üzere hidrolik çap, ısı akısı ve kütlesel akının akış kaynama ısı transferi ve basınç düşümü üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir ve akış görüntüleme ile akış desenleri ortaya çıkarılmıştır. Kanal genişlikleri, 300 µm, 500 µm ve 700 µm iken kanal yüksekliği 450 µm'dir. Deneylerde dört farklı yüzey pürüzlülük değeri kullanılmıştır. Yüzey pürüzlülüğü, ortalama yüzey pürüzlülük değeri (Ra) değeri ile karakterize edilmiş olup çalışılan yüzey pürüzlülük değerleri, 1-3.0 µm arasındadır. Deneylerde, iş akışkanı olarak saf su kullanılmıştır. Mikrokanallı ısı alıcının tabanından uygulanan ısı akısı 40-160 kW/m2 aralığında iken kütlesel akı aralığı 100-400 kg/m2s'dir. Deney sonuçlarına göre, düşük ısıl güçlerde pürüzlülük artışının ısı transfer katsayısını olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Düşük ısıl güçlerde kanal içerisinde kabarcıklı kaynama rejimi görüldüğünden, pürüzlülük artışının kabarcıklanma odaklarını arttırarak kaynamalı akış ısı transferini %42'ye varan değerlerde arttırdığı görülmektedir. Yüksek ısı akılarında kanal içerisinde uzun kabarcıklı akış ve halkasal akış görülmesi pürüzlülük etkisini bastırmakta böylelikle pürüzlülüğün ısı transferi üzerindeki etkisi önemsiz hale gelmektedir. Yüksek kütlesel akı değerleri için düşük ısıl güçlerde basınç düşümünün yüzey pürüzlülüğü ile arttığı görülmüştür. Düşük kütlesel akı ve yüksek ısıl güçlerde yüzey pürüzlülüğünün basınç düşümü üzerindeki etkisi önemsiz hale gelmiştir. Yapılan deneyler sonucu elde edilen veri tabanı baz alınarak mikrokanallarda akış kaynama ısı transferi için yüzey pürüzlülüğünü ve yüzey arttırım faktörünü de içeren yeni bir bağıntı önerilmiştir. Önerilen bağıntının MAE değeri %10,9 iken tahmin ettiği verilerin %87,5, %97,7 ve %100'ü sırasıyla ± %20, ± %30 ve ± %40 hata bantları içerisinde yer almaktadır.
Seçici Lazer Ergitme Yöntemi İle Ti6al4v Alaşımlarının Üretimi: Proses Parametrelerinin Optimizasyonu, Kafes Yapıların ve İkincil İşlemlerin Yorulma Davranışı Üzerine Etkileri
(2024) Kaya, Gürkan; Yıldız, Fatih
Seçici lazer ergitme (SLE) yöntemi, karmaşık geometriye sahip ürünlerin üretilmesine olanak sağlayan bir eklemeli üretim teknolojisidir. SLE yöntemiyle üretilen parçalarda yüzey pürüzlülüğü, yapıdaki boşluklar, erimemiş tozlar ve kalıntı gerilme gibi kusurlar parçanın yorulma ömrünü olumsuz etkiler. Mikro yapıyı optimize etmek, gerekli yorulma performansını elde etmek için genellikle proses parametrelerinin optimize edilmesine ve son işlemlere ihtiyaç duyulur. Tez çalışmasında SLE yöntemi kullanılarak Ti6Al4V için optimum üretim parametre seti belirlemek, kafes yapıların ve ikincil işlemlerin yorulma davranışlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Kafes yapılar birbirini tekrarlayan birim hücrelerden oluşan geometrilerdir. Üstün mukavemet/ağırlık oranına sahip olmalarının yanı sıra dayanıklılık ve enerji absorbe edebilme özelliklerinden dolayı birçok uygulamada kullanılmaktadır. Bu çalışmada sistematik bir şekilde parametre azaltılmasıyla optimum SLE üretim parametre seti belirlenmiştir. Bunun için yanıt yüzey metodu kullanılmış ve matematiksel model oluşturulmuştur. Farklı yana kayma değerlerinde üretilen çekme numunelerinin mekanik özellikleri incelenmiştir. MicroCT yöntemiyle belirlenen en yüksek dolulukta yorulma numuneleri üretilmiş ve ikincil işlemler (elektrokimyasal parlatma, ısıl işlem ve sıcak izostatik presleme) uygulanarak yorulma dayanımları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. İşlemsiz numuneler 5,411 μm yüzey pürüzlülüğüne (Ra) sahipken, elektrokimyasal parlatma sonucu yüzey pürüzlülük değerlerinin 0,504 μm seviyesine indiği tespit edilmiştir. İşlemsiz ve ikincil işlemler uygulanmış numunelerin kalıntı gerilme değerleri ölçülerek elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Farklı kristal örgü yapılarına sahip kafes yapıları tasarlanarak bu yapıların statik basma dayanımları ve yorulma ömürleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Kafes yapıların basma testinde kırılma davranışlarının katman katman çökme veya 45° açıyla kırılma şeklinde olduğu gözlenmiştir. Tüm kafes grupları arasında aynı porozite değerlerinde yorulma dayanımları en yüksek gyroid kafes yapılarında elde edilmiştir.
Seçici Lazer Ergitme Yöntemi Kullanılarak Üretilen Gözenekli Ti6Al4V Matrislere, 2B MXene Katkılı Epoksi Emdirilmesiyle Elde Edilen Metal Matrisli Kompozit Numunelerin Farklı Ortam Şartlarındaki Tribolojik Davranışlarının ve Korozyon Dirençlerinin İncelenmesi
(2024) Turalıoğlu, Kerem; Yetim, Ali Fatih
Günümüzün değişen ve gelişen teknolojileri ve gezegenimizin artan nüfus yoğunluğuyla birlikte enerjiye olan ihtiyaç giderek artmaktadır. Yeni tür enerji kaynakları arayışının yanında var olan enerji kaynaklarının da verimli bir şekilde kullanılması tüm bilim insanlarının ortak hedefi haline gelmiştir. Bu yüzden endüstri sektöründe üretimi kolay ve uzun ömürlü makine elemanlarına yönelim olmaktadır. Enerji tasarrufu için makine elemanlarının kolay üretiminin yanı sıra kullanılacak yerde tahrik motoruna zıt yönde çalışan kuvvetlerin (sürtünme, kütle ataleti vb) de azaltılması gerekmektedir. Özellikle otomotiv ve havacılık sektöründe kullanılan makine elemanları zorlu (vakum, düşük sıcaklık, korozif vb.) şartlarda çalışırken bu parçaların hafif olması ve aşınma ve korozyon direncine sahip olması beklenmektedir. Böylelikle makine elemanlarının servis süresi uzun ve taşıtların yakıt verimliliği yüksek olmaktadır. Bu tezde bu amaçla, 2B MXene malzemelerin eşsiz özellikleri ve metal eklemeli imalatın geometrik açıdan tasarım sınırı olmaması avantajları bir araya getirilerek yeni nesil bir metal matrisli kompozit (MMK) malzeme tasarlanarak üretilmiştir. Bu MMK'nın tekstürlü metal matrisinin üretimi Ti6Al4V malzemeyle Seçici Lazer Ergitme (SLE) metoduyla, aşınma ve korozyon dayanımını arttıran takviye elemanının üretimi ise epoksi reçineye (ER) katkılanan 2B MXene ile yapılmıştır. Böylece kütlesi %20 azaltılan MMK'lara farklı ortam şartlarında aşınma ve korozif ortamda korozyon testleri uygulanmıştır. Tamamen Ti6Al4V'den üretilmiş numunelere oranla ER ve MXene takviyesi sayesinde tüm aşınma ortamlarında birden hem sürtünme kuvvetleri azalmış hem de aşınma oranları düşürülmüştür. Korozyon dayanımı ise yine yalıtkan ER ilavesi sayesinde tekstürsüz numunelere göre oldukça yüksek çıkmıştır.
Seçici Lazer Ergitme Yönteminde Kullanılan Proses Parametrelerinin Alsi7mg Alaşımının Yapısal, Mekanik ve Tribolojik Özellikleri Üzerindeki Etkileri
(2025) Cengiz, Furkan; Yıldız, Fatih
Eklemeli imalat teknolojileri, özellikle Seçici Lazer Ergitme (SLE) yöntemi, karmaşık geometrilere sahip fonksiyonel ve yüksek performanslı metalik parçaların üretiminde önemli bir yer edinmiştir. Ancak bu yöntemle üretilen parçaların yapısal, mekanik ve tribolojik özellikleri; işlem parametreleri, üretim stratejileri ve ikincil işlemlerden doğrudan etkilenmektedir. Bu çalışmada, AlSi7Mg alaşımının SLE yöntemiyle üretiminde hem üretim parametrelerinin hem de üretim sonrası ikincil işlemlerin alaşımın yapısal, statik/dinamik mekanik özellikler ve tribolojik performansı üzerindeki etkilerinin kapsamlı bir şekilde araştırılması ve optimum işlem ve ikincil işlem parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. İlk aşamada; lazer gücü, tarama hızı ve yana kayma mesafesi parametrelerinin mikro yapı, bağıl yoğunluk, yüzey pürüzlülüğü, sertlik ve tribolojik davranış üzerindeki etkileri incelenmiş, optimum üretim koşulları belirlenmiştir. SLE ile üretim işlemlerinde on farklı tarama hızı, beş farklı lazer gücü ve %30–90 aralığında yedi farklı yana kayma mesafesi kullanılmış ve katman kalınlığı sabit tutulmuştur. Optimum parametrelerle üretilen numunelerde yaklaşık %99 bağıl yoğunluk ve 114 ± 3.61 HV0.025 sertlik değeri elde edilmiştir. Ayrıca, numunelerin 0°, 45° ve 90° yapı yönelimlerinde üretilmesiyle üretim açısının performans üzerindeki etkileri de değerlendirilmiştir. İkinci aşamada ise gerilme giderme ve T6 ısıl işlemleri ile elektrokimyasal parlatma (EP) ikincil işlemlerinin mikro yapı ve yorulma davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. EP işlemi, yüzey pürüzlülüğünü yaklaşık on kat azaltarak yorulma dayanımını belirgin şekilde artırmıştır. Isıl işlemler ise Si ağ yapısında iri taneli ve küreselleşmiş bir morfolojiye neden olmuş; bu durum sertlik, çekme dayanımı ve yorulma direncinde azalmaya yol açmıştır. T6 ısıl işlemi sonrasında yorulma limitinde belirgin düşüş gözlenmiş, bunun Si ağının kalınlaşmasından kaynaklandığı belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, üretim parametreleri ile üretim sonrası işlemlerin malzemenin mikro yapısı, mekanik özellikleri ve yorulma ömrü üzerindeki etkilerini açıkça ortaya koymuştur. Bu çalışma, SLE yöntemiyle üretilen AlSi7Mg alaşımlarının özellikle yorulma açısından kritik uygulamalarında uygun üretim ve son işlem stratejilerinin belirlenmesine bilimsel bir temel sunmaktadır.
Soğuk İklim Bölgelerinde Yaklaşık Sıfır Enerji Bina (NZEB) Konseptinin Bir Eğitim Binası için Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleriyle İncelenmesi
(2022) Çelik, Ali; Manay, Eyüphan; Şahin, Bayram
Dünyadaki nüfus artışı ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak artan enerji tüketimi ve azalan doğal kaynaklar, enerjinin verimli ve planlı bir şekilde kullanılmasını zorunlu hale getirmiştir. Birçok ülkede bina sektörü toplam enerji tüketiminin yaklaşık %40'ından ve CO2 emisyonlarının da %36'sından sorumludur. Bu bağlamda, minimum enerji tüketen ve ihtiyaç duyulan enerjiyi de çoğunlukla yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılayan yaklaşık sıfır enerji binalar (nZEB) enerjinin etkin kullanılmasına büyük katkı sağlamaktadırlar. Bu tez çalışmasında ilk olarak; soğuk iklim bölgesinde bulunan LEED sertifikalı Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Binasının (Referans Bina) enerji performans karakteristikleri analiz edilmiştir. Daha sonra AB Binalarda Enerji Performansı Direktifi'ne (EPBD) uygun enerji talebinin azaltılması yönündeki senaryolarla optimum maliyet yaklaşık sıfır enerji bina (nZEB) seviyesi belirlenmiştir. İkinci olarak; referans bina ulusal enerji performans yönetmeliğine göre yapılan binalarla enerji talebi yönünden karşılaştırılmıştır. Daha sonra yurt dışı sertifikasyona ihtiyaç duymadan enerji talebinin azaltılması yönündeki senaryolarla EPBD metodolojisine uygun ulusal düzeyde maliyet optimum enerji verimliliği ve yaklaşık sıfır enerji seviyeleri hesaplanmıştır. Her aşamada, enerji verimliliğini artırıcı tedbirlerin enerji etkinliği, ekonomik ve karbon salım analizleri değerlendirilmiştir. Daha sonra çok kriterli karar verme yöntemleri ile en uygun senaryonun tespiti yapılmıştır. Referans binanın enerji performansı üzerine elde edilen sonuçlar yüksek performanslı binaların yapılmasında maliyet etkin enerji tasarım parametrelerinin belirlenmesinin önemli olduğunu ortaya çıkarmıştır.
Ultrasonik Ses Dalgası Destekli Daldırmalı Soğutma Tekniğinin Isı Transferi Karakteristiklerinin Belirlenmesi
(2023) Özer, Rahim Aytuğ; Şahin, Bayram; Ateş, İbrahim
Bu doktora tez çalışmasında, daldırmalı soğutma sistemlerinde başta ultrasonik ses frekansı olmak üzere ısı kaynaklarının havuz içerisindeki konumu, çıkıntı miktarı ve ısı akısının tek fazlı doğal taşınım ve havuz kaynama ısı transferi üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Dört eş ısıtıcı ikişerli gruplar halinde 5 farklı kombinasyonda çalıştırılmıştır. Deneysel çalışma, çıkıntısız, 2 ve 4 mm çıkıntılı olmak üzere üç çıkıntı seviyesi için gerçekleştirilmiştir. Deneylerde, ultrasonik ses dalgası sabit genlikte ve 0-24 kHz aralığında uygulanmıştır. Isı kaynaklarına uygulanan ısı akısı 4 kW/m2 ile 166,66 kW/m2 aralığında değiştirilmiştir. İş akışkanı olarak PF-5060 dielektrik sıvısı kullanılmıştır. Deney sonuçlarına göre, ultrasonik ses dalgalarının tek fazlı doğal konveksiyonda ısı transferini olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Düşük ısıl güçlerde, ses dalgalarının sıvı moleküllerini itici etkisi ile birlikte sıcak yüzeylerdeki akış sirkülasyonunu artırarak doğal konveksiyon ısı transferi katsayısında %107,49'a varan artış elde edilmiştir. Bütün çalışma durumlarında çıkıntı miktarının artışı ilave sıcak yüzey oluşturduğu için ısı tranfer katsayısının azalmasına neden olmuştur. Havuz kaynama rejiminde ise ultrasonik ses dalgası frekansının tek fazlı doğal konveksiyona kıyasla ayırt edici bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Bu durum, ultrasonik ses dalgası tahriki olmasa dahi, kaynama sırasında oluşan termal kabarcıkların mikro konveksiyon oluşturarak kararsız akışkan hareketleri ile karışım etkisini kuvvetlendirmesinden kaynaklanmıştır. Diğer taraftan aktif ısı kaynağının sıvı serbest yüzeyine ve birbirlerine göre konumunun kızdırma sıcaklığını etkilediği sonucuna varılmıştır. Çıkıntı miktarının ise kabarcık oluşumu ve kaldırma kuvvetleri doğrultusunda kabarcık hareketini engelleyici ekstra yüzey sağladığından dolayı kızdırma sıcaklığını arttırıcı etkide bulunmuştur.
Yüksek Entropili TiAlVNi-(n) Kaplamaların Üretilmesi, Yapısal, Mekanik, Tribolojik ve Korozyon Özelliklerinin Araştırılması
(2025) Yılmaz, Ahmet Melik; Çiçek, Hikmet
Yüksek entropili alaşımlar (YEA) ya da çok bileşenli alaşımlar olarak bilinen yeni nesil alaşımlar, özgün bileşimleri, mikro yapısal özellikleri ve ayarlanabilir nitelikleri sayesinde son yıllarda yoğun ilgi görmektedir. Bu tez çalışması kapsamında kapalı alan dengesiz magnetron sıçratma yöntemiyle Taguchi L9 (33) deney tasarımı kullanılarak TiAlVNi-(N) yüksek entropi alaşımlı filmler üretilmiştir. TiAlVNi-(N) YEA filmlerin yapısal, mekanik, tribolojik, adezyon ve korozyon özellikleri araştırılmıştır. Üretilen TiAlVNi-(N) filmlerin kimyasal bileşimleri %8,3-30,1 arasında olduğu belirlenmiştir. TiAlVNi-(N) filmlerin film yapısının yoğun ve homojen bir yapıda olduğu ayrıca film kalınlıklarının ise 1,538-1,971 µm arasında değiştiği belirlenmiştir. Üretilen TiAlVNi-(N) YEA filmlerin amorf yapıda olduğu belirlenmiş ve kristal yapıya dönüşümü için 850 °C'de ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlem sonrası TiAlVNi-(N) YEA filmlerin XRD analizlerinde güçlü TiN ve VN fazları ve bunların yanında intermetalik fazların varlığına rastlanmıştır. XPS sonuçları filmlerde TiN ve VN fazlarının filmin yapısında olduğunu kanıtlamıştır. Isıl işlem sonrası TiAlVNi-(N) YEA filmler en yüksek 27,6±1,4 GPa sertlik ve 438,1±30,7 GPa elastisite modülü değerleri ile yüksek mekanik özellikler sergilemiştir. Tribolojik test sonuçları, ısıl işlem sonrası TiAlVNi-(N) YEA filmlerin aşınma oranlarının 10-5-10-6 seviyelerinde olduğunu ve aşınmaya karşı yüksek direnç sağladığını göstermiştir. Bunun yanında ısıl işlem sonrası TiAlVNi-(N) YEA filmlerde 89 N kritik yük değeri ile en yüksek seviyeye ulaşan adezyon değerleri ısıl işlemin filmler üzerindeki olumlu etkisini ortaya koymuştur. Korozyon özellikleri incelendiğinde, ısıl işlem sonrası TiAlVNi-(N) YEA filmlerde 0,248x10-6,mm.yr-1 en düşük korozyon hızına ve 1.039.402 Ω.cm2 en yüksek polarizasyon direnci değerlerine ulaşılmıştır.

Browse

Browsing * Doktora Tezleri by Department "Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı"