Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Onur Uğur TİP
Danışman: Olcay Ersel Canyurt
Özet:
Eklemeli imalat (Eİ); üç boyutlu şekilde hazırlanan bilgisayar destekli tasarımlardan direkt olarak fiziksel modeller elde etmeyi sağlayan imalat teknolojisidir. Eİ teknolojisinin gelişimi, yaratıcı tasarımların en önemli aracı olarak öne çıkan ürün optimizasyonu ve topoloji optimizasyonunun önünü açmıştır. Topoloji optimizasyonu belirli bir yük ve sınır koşulları için tanımlanan tasarım alanında sistem performansını en üst düzeye çıkarmayı amaçlayan bir yapısal optimizasyon metodudur. Topoloji optimizasyonu sonucu ortaya çıkan geometri, Eİ yöntemlerinin uygulanması ile büyük ölçüde tasarıma yansıtılabilmektedir. Havacılık sanayiinde, üretilecek parçaların ağırlıkları çok önemlidir. Topoloji optimizasyonu sonucunda gereksiz olan bölgelerdeki malzemelerin boşaltılması ile optimum ağırlığın sağlanması bu tasarım aracını havacılık endüstrisi için oldukça yararlı kılmaktadır. Bu çalışmada hava aracında kullanılan alüminyum alaşımlı yapısal bir parçanın mevcut yük koşullarını sağlayacak en hafif şekilde yeniden tasarlanması amaçlanmıştır. Parçadaki maksimum hafiflemeyi sağlamak adına, parçaya topoloji optimizasyonun uygulanmasına karar verilmiştir. Topoloji optimizasyonunda kullanılacak parametreleri belirleyebilmek için 15 farklı optimizasyon çalışması yapılmıştır. Bu çalışmalarda sonlu eleman büyüklüğü ile hacim oranı değişiminin model üzerindeki etkileri incelenmiştir ve bunun sonucunda 2 mm eleman büyüklüğü kullanılmasına karar verilmiştir. Ayrıca, kısıt fonksiyonu olarak hacim oranı ve hedef fonksiyonu olarak da komplians minimizasyonu seçilmiştir. Daha sonra, optimizasyonda tasarım alanı değişikliğinin sonuç üzerindeki etkileri incelenmiştir. Daha büyük tasarım alanı kullanıldığında, organik modellerin oluştuğu görülmüştür. Daha büyük tasarım alanı ve 0,1 hacim oranı kullanılarak yapılan optimizasyon çalışması sonucunda, nihai model ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, talaşlı imalat ile Al7050 malzeme kullanılarak üretilen eski tasarımın aksine toz yatağı füzyon proseslerinde yaygın şekilde kullanılan AlSi10Mg toz malzeme seçilmiştir. AlSi10Mg tozu, Al7050 malzemeden daha düşük mukavemet değerlerine sahip olmasına rağmen, optimizasyon sonucu ortaya çıkan modelin emniyet katsayısı 1,2 olarak hesaplanmıştır. Bunun sonucunda, %67’lik bir hafifleme ortaya koyulmuştur.
Anahtar Kelimeler : Eklemeli imalat, Topoloji optimizasyonu, Hava aracı yapıları,
AlSi10Mg