ÖZGÜN AUXETİC KAFES YAPILARIN TASARIMI, ANALİZİ VE EKLEMELİ İMALATI
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENDÜSTRİYEL TASARIM MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NURİYE NUR KAYA
Danışman: Cengiz Eldem
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Metamalzemeler, doğada kolayca bulunmayan benzersiz mekanik, akustik, manyetik veya termal özellikler gösterecek şekilde tasarlanmış yapılardır. Metamalzemelerin bir çeşidi olan mekanik metamalzemelere auxetic yapı da denilmektedir. Auxetic özelliği, davranışı ya da malzemesi olarak da bilinen negatif poisson değeri, malzemenin direk yapısında olabileceği gibi malzemeye sonradan da kazandırılabilir. Auxetic yapılar negatif poisson oranına sahip olacak şekilde tasarlanmaktadır. Bu tür yapılarda çekme yüküne maruz bırakıldığında yanal yönde genişleme, basma yüküne maruz kaldıklarında ise yanal yönde daralma gözlenmektedir. Bu yapılar geleneksel yapılara göre, daha fazla darbe direnci, yüksek enerji sönümleme kapasitesi gibi fırsatlar sunmaktadır. Bu çalışmada İslami motiflerden esinlenilerek 3 farklı auxetic kafes yapı tasarımı tasarlanmıştır. Kafes yapılara farklı geometrik iç kalınlıklar verilerek sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan üç farklı kafes yapının negatif poisson oranına sahip olup olmadığını belirlemek için yapılara çekme analizleri yapılmış ve bütün yapıların negatif poisson oranına sahip olduğu bulunmuştur. Yapılarda değişken parametre olarak geometrik iç kalınlık seçilmiştir. Değişen geometrik iç kalınlığın negatif poisson oranı değerlerinde de değişikliğe neden olduğu gözlenmiştir. Çekme analizi sonuçlarına göre, yapıların geometrik iç kalınlığı arttıkça toplam deformasyon ve von Mises gerilimleri düşmüştür. Auxetic yapılara uygulanan çekme ve eksplisit dinamik analiz sonuçları irdelenmiş ve en ideal sonuçlar sergileyen yapının üretimi yapılmıştır. Bu yapıya çekme ve basma testleri uygulanmıştır. Elde edilen deneysel verilerin analiz sonuçları ile karşılaştırılması yapılarak doğrulama sağlanmıştır. Numunelerin üretimleri SLM eklemeli imalat yöntemi ile AlSi10Mg malzeme kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışması gerçekleştirilen auxetic yapı, askeri zırhlı araçların maruz kaldığı mayın patlamalarında, personelin alt uzuv yaralanma limit değerlerini aşmayacak bir ayak pedi tasarımına entegre edilmiş ve eksplisit dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir.