1,721,002 research outputs found
Finite Element Analysis Of Plastic Deformations Determined By Material Laws For Metals
Full text linkTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008Taşıtların dayanıklılığı ve güvenliği açısından, iskeleti oluşturan şasinin mukavemeti büyük önem kazanmaktadır. Şasi yoldan gelen kuvvetler tarafından dinamik olarak zorlanmaktadır. Ayrıca devrilme, çarpışma gibi durumlarda şasiyi oluşturan profillerin davranışları çok önemlidir. Aşırı yükleme durumlarının araç şasisi üzerine etkisini görmek için çeşitli testler yapılmaktadır. Testler fiziksel durumu en gerçekçi şekilde gösterse de maliyet ve zaman kaybına yol açmaktadır. Yapılan test sayısını azaltmak için kullanılan sayısal yöntemler de ise matematiksel modellemeden ve kabullerden kaynaklanan sapmalar görülebilmektedir. Sonlu elemanlar yönteminin güvenirliğini belirleyen en önemli etken malzeme davranışıdır. Bu çalışmada test numunesi olarak alınan dikdörtgen profilin, plastik deformasyona yol açan yükleme koşulları altındaki malzeme davranışını belirlemek için ilk önce açık ve örtük çözüm yöntemleri ile analizler yapılmış ve test sonuçlarına uygun olan çözüm yöntemi belirlenmiştir. Daha sonra literatürde olan malzeme modelleri ile analizler tekrarlanmış ve test sonuçları ile karşılaştırılarak en iyi modelleme tekniği belirlenmeye çalışılmıştır.In terms of vehicle durability and safety, the structural strength of frame plays a significant role. Frame is stressed by dynamic loads caused from road condition. The structural behaviour of frame becomes evenmore important especially in rollover and crash, condition. To obtain effects of overloading on frame, some tests are carried out. However, vehicle tests take a long time and ;therefore, are very costly. Numerical methods are employed to reduce these costs, but there could be some error due to mathematical solution approximation and assumptions. The plasticity behaviour of the material has significant effect on simulation accuracy. In this study, implicit and explicit finite element methods are applied to solve bending problem of rectangular beam profile. Then several material laws, which are defined in literature, are applied. Finaly, conclusion are drawn to explain the effectiveness of each law & method.Yüksek LisansM.Sc
Fea And Experimental Results Of A Rubber Engine Support
Full text linkTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004Kauçuk konstrüksüyon geliştirmede en büyük problem, kauçuğun doğrusal olmayan, zamana ve yük tekrar sayısına, pişme yöntem ve değişkenlerine bağlı mekanik özelliklerine ampirik ve analitik olarak hakim olmanın güçlüğüdür, özellikle de ortada kesinleşmiş bir konstrüksüyon yokken. Bu çalışmada bitmiş konstrüksüyona ihtiyaç duyulmaksızın, sabit kalınlıktaki arıplakalardan standart ölçülerde kesilmiş denekler üzerinde yapılan mekanik test sonuçlarının, sonlu elemanlar yazılımına girilmesi, ve yazılımda bir defa doğru malzeme modeli elde edildikten sonra, bu malzemenin atandığı karmaşık konstrüksüyonların çeşitlilik arz eden testlerinde dahi, sanal ortamda tasarlananla, bu doğrultuda imal edilen bitmiş parçanın test sonuçlarının çakışacağını göstermektir. Böylelikle , istenen mekanik davranış çerçevesindeki nihai konstrüksüyon yazılım üzerinde oluşturulup, bitmiş parça için prototip kalıp bir defa üretilmiş olurThe most difficult problem in developping a rubber construction is the difficulty of amprical and analytic control over the non-linear and time dependent mechanical behaviour of the rubber being highely effected by the number of repetitive loading cycles , as well as by the type and parameters of curing. Particularly if there isn’t any certain completed construction in use. In this work , it’s aimed to show , that final-construction-independant rubber material properties for an FEA software can be obtained , using the experimental resulsts of simple lab-slabs only. And once the appropriate material model is acquired, it’s quite possible to obtain succesfully coinciding load-displacement curves for the final shape of the real part and its corresponding FEM model , even for different sorts of mechanical tests of varying complexity. Hence the final construction shape of the part can be completed thoroughly on a software platform, within any mechanical limitations requested by the client, asiding the necessity of manifacturing several moulds for provisional trial constructions before reaching the appropriate final one.Yüksek LisansM.Sc
Structural And Crack Propagation Analysis By Using Probabilistic Methodology
Full text linkTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2005Olasılıksal yapısal analiz yöntemleri geleneksel yöntemlerden farklı olarak tasarımın kendisinden kaynaklanan riskleri ve tasarım değişkenlerinin duyarlılıklarını tanımlamayı sağlar. Bu tez, mühendislere istatistiksel temellere dayanan olasılıksal analizin konusunu tanıtmayı ve bu teknolojiden faydalanacaklara kaynak olmayı hedeflemektedir. Bu amaçla ilk bölümde geleneksel yöntemlerin yetersiz kaldığı alanlar belirtilerek, olasılıksal analiz yöntemleri de kullanılarak potansiyel bir geliştirme imkanı açıklanmıştır. İkinci bölümde olasılıksal yöntemlerin kısaca tarihsel gelişimi özellikle havacılık endüstrisinde kullanımı anlatılmaktadır. Daha sonraki bölümde yöntemin temel teorisi, uygulamada takip edilecek aşamalar adım adım açıklanmış ve dört ana teknik (nümerik entegrasyon, simülasyon, cevap yüzeyi ve limit durum yaklaşımı) gerekli matematiksel formüllerle verilmiş ve örnek problemlerle desteklenmiştir. Dördüncü bölüm uygulama konusu olan çatlak ilerlemesi ile ilgili teorileri içermektedir. Bu bölümde kırılma mekaniği yaklaşımları ile çatlak ilerleme analizleri açıklanmaktadır. Son bölümde, aşırı gerilme ve çatlak ilerlemesine maruz kalan ve bir uçak kanada ait bir plakanın olasılıksal analiz yöntemleriyle hasar olasılığının hesaplanmasını konu alan örnek uygulama yer almaktadır.Probabilistic structural analysis methods, unlike traditional methods, provide a means to quantify the inherent risk of a design and to quantify the sensitivities of design variables. This study is intended to introduce the subject of probabilistic analysis whic is based on the statistical principles and to be a reference to guide those applying this technology. Considering this purpose, in the first section, the shortcomings of the current structural analysis approach and a potential for improvemet by using probabilistic methodology are explained. In the second section the historical evolution and the implementation of the methodology especially in the aircraft industry are introduced. Later on, the basic theory and the general steps to be taken while applying the probabilistic method with the four main technical approaches including numerical integration, simulation, response surface and limit state approximation are given with the neccesary mathemetical formulations and explained by example problems. The Fourth Section includes the basic theory about the crack propagation. In this section, the fractute mechanics approaches and crack growth analysis are explained. In the last section the failure probability of a plate which is a component of an aircraft wing, and subjected to a load exceedance and attaining a critical crack length, is calculated.Yüksek LisansM.Sc
Fault Diagnosis In Roller Bearings
No full textTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2006Bu çalışmada, dört farklı durumdaki rulmandan (SKF 1206) titreşim sinyalleri alınmış, işlenmiş, elde edilen sonuçlar teorik model ile karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır. Öncelikle literatür araştırması yapılmış ve rulman kusurlarının oluşturduğu sinyaller modellenmiştir. Lokal kusurlardan kaynaklanan titreşimlere ait bağıntılar çıkarılmıştır. Yüklemenin etkisi bağıntılara eklenmiştir. Sonrasında dağılmış kusurlardan kaynaklanan titreşim sinyalleri için model oluşturulmuştur. Bu modelden faydalanılarak, farklı rulman kusurlarının hangi frekanslarda, yüksek genlikli sinyaller oluşturduğu hesaplanmıştır. Böylelikle kritik frekanslar belirlenmiştir. Daha sonra sırasıyla (eski - kullanımdan dolayı yıpranmış rulman, yeni – hiç kullanılmamış rulman, bir bilyesine çekiçle vurularak hasar verilmiş yeni rulman ve dış bileziğinin iç yüzeyine çekiçle vurularak hasar verilmiş yeni rulman) dört farklı durumdaki rulmandan titreşim sinyalleri alınmıştır. Deney verileri incelenmek üzere Matlab ortamına atılmıştır. Matlab ortamında hazırlanan programlar ile bu sinyallere spektrum analizi yapılmış ve spektrum grafikleri çıkarılmıştır. Deney verilerinden, (modelden hesaplanan) kritik frekanslardaki sinyal bileşenlerine ait genlikler hesaplanmıştır. Frekans ekseninde analiz yöntemiyle alınan sinyaller incelenmiştir. Elde edilen tüm bu sonuçlar kurulan model ile karşılaştırılmıştır ve yorumlanmıştır. Yapılan çalışmanın sonucunda, eski, yeni ve bir bilyesine çekiçle vurularak hasar verilmiş rulmanlardan alınan sinyallerin, kurulan model ile örtüştüğü görülmüştür. Dış bileziğinin iç yüzeyine çekiçle vurularak hasar verilmiş rulmandan alınan sinyallerin, çok yüksek genlikli ve karmaşık yapıda olması nedeniyle, model ile bağlantısı kurulamamıştır.In this study, vibration signals that were taken from four different roller-ball bearings (SKF 1206) were monitored and analyzed. Each roller-ball bearings were in different condition: sample no 1 was old (used), sample no 2 was new, sample no 3 was new but its one ball was damaged, sample no 4 was new but its outer ring was damaged. Results of the analysis were compared with the roller-ball bearing vibration model. Similarities and differences between model and monitored signals were discussed. First, literature search was done and vibration model was generated for roller-ball bearings. Vibrations that were generated by localized defects, distributed defects and loading were formulated. Signal components that were excited by defects were found and critical frequencies were calculated. Then signals were monitored for four different roller-ball bearings by the experiment. Signal data was analyzed in Matlab and spectral graphs were calculated. Signal components were checked on critical frequencies. Frequency domain analyses were done. Results were compared with roller-ball bearing vibration model and discussed. In conclusion, for the first three samples, the comparison of the results with the model given in the literature was in a good agreement but for the fourth sample, relation could not be found because of signals complexity.Yüksek LisansM.Sc
Structural Optimization Of A Truck Chassis
No full textTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004Taşıtlarda şasi aracın iskeletini oluşturur. Birinci derecede yük taşıyan eleman olması yanında belli başlı komponenetlerin üzerine takıldığı temel yapıdır. Bu nedenle, zor yük koşullarında maruz kalacağı gerilmeleri minimize edecek ve fonksiyonlarını yerine getirmek için yeterli rijitliğe sahip olacak şekilde tasarlanır. Ayrıca tasarım esnasında istenilen dayanıklılığı sağlarken minimum malzeme miktarı ve maliyet gibi faktörlerde göz önünde bulundurulmalıdır. Çeşitli faktörlerin dengelenmesi, ancak şasinin yapısının çok kriterli olarak optimize edilmesi ile gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada, gelişmiş yapısal optimizasyon metotlarını kullanan Opti Struct yazılımdan faydalanıldı. Sekiz tonluk bir dağıtım kamyonu şasisinin topolojisi, aracın maruz kalabileceği farklı yükleme koşulları esas alınarak, çeşitli amaç fonksiyonları ve dizayn kısıtları altında optimize edildi. Optimizasyon işlemi için, düşey yönde eğilme, asimetrik frenleme, boyca eksene göre burulma, çarpışma ve doğal frekans gibi çeşitli tasarım kriterleri kullanıldı. Yukarıda bahsedilen her bir durum için şasi geometrisi oluşturuldu. Optimizasyon programının ön işlemcisinde geometrik modele sonlu elemanlar (SE) ağı örüldü ve gerçekte şasinin üzerine gelen yükleri yansıtan sınır koşulları uygulandı. Ardından topoloji optimizasyonu problemi tanımlandı. Optimizasyon probleminde öncelikli olarak amaç fonksiyonu ve tasarım kısıtları belirlendi. Çözümün yakınsamasını ve son topolojiyi etkileyecek optimizasyon parametreleri girildi. Oluşan topolojiye göre tasarım kısıtlarında ve parametrelerde değişiklik yapılarak problem tekrar çözdürüldü. Bu işlem tatmin edici bir sonuç alıncaya kadar tekrarlandı.The chassis is the skeleton of a vehicle. It serves both as the primary load carrying member and as the foundation structure to which most major components are attached. For obvious reasons, it is designed in a balance between the stiffnes necessary to perform its functions and the compliance necessary to minimize stress levels over service conditions. Also some dizayn parameters such as minimum amount of material and cost must be considered along with satisfying the required durability. In order to balance the design parameters, the chassis frame must be optimized by applying multiple criterions. In this study topology optimizations are carried out under different objective functions and design constraints using an structural optimization software based on advanced structural optimization methods and considering several load conditions of a service truck with eight tons capacity. Various finite element models are employed for optimization by using criteria such as vertical bending, asymmetric braking, torsion along the longitudinal axis and frequency. 3D geometric models of the chassis were created for each design criteria mentioned above. In the pre-precessor of optimization software the geometric models are meshed using first order hexagonal solid elements and the boundary conditions are applied which simulate the real load case on the chassis Then the optimization problem is defined. In optimization problem objective function and design constraints are defined firstly. In following step other optimization parameters such as moving bound, convergence tolerance, discrettness and minimum member size control are specified. According to the result topology design constraints and parameters are changed and the problem is solved again. This cycle lasts up to a feasible topolgy is generated.Yüksek LisansM.Sc
Design And Optimization Of Passive And Semi-active Truck Cab Suspension Systems
No full textTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2006Bu çalışmada, uzun yol taşımacılığında önemli bir ihtiyaç olan sürücü rahatlığı ve konforunu arttırmak üzere Ford Cargo kamyon için önce yeni pasif kabin süspansiyonu tasarımları ve optimizasyonları yapılmıştır. Bu amaçla mevcut kamyon kabin süspansiyon mekanizmaları ile birlikte tandem mekanizmaları incelenmiş ve bu araştırmalar sonucu yeni tasarımlar geliştirilmiştir. Bu tasarımlardan yola çıkılarak ADAMS modelleri oluşturulmuş, hazırlanan ADAMS modellerine şasi esnekliği de düşünülerek dört ayrı noktadan uygulanan darbe fonksiyonları ile tasarlanan mekanizmalar arasında performans karşılaştırmaları yapılmış ve bu mekanizmalar optimize edilmiştir. Daha sonra yarı aktif bir kabin süspansiyon tasarımı gerçekleştirilip, modelleme, kontrol ve bilgisayar benzetimleri yapılmıştır. Son olarak algılayıcılar, magnetoreolojik damperler ve elektronik kontrol birimi ile donatılmış yarı aktif kabin süspansiyonlu bir prototip kamyon hazırlanmıştır. Hazırlanan bu prototip araç ile yol testleri yapılmış ve tasarlanan hesaplamalı kuvvet kontrolcüsünün gerçek performansı ölçülmüştür.In this research, to improve ride comfort, new truck cab suspension designs are made and optimizations are completed. Current cab suspension designs are investigated and new suspension designs including tandem and semi tandem suspensions are applied to the cab suspension systems. Then designed mechanisms are modeled on ADAMS, tested for performance evaluations. Following, a semi-active cab suspension is designed for a Ford Cargo truck and a prototype truck with semi active suspension system is prepared. Experiments are completed by using this prototype truck.Yüksek LisansM.Sc
Side Crash Of A Vehicle And Dummy Performance
No full textTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007Bu çalışmada, ilk önce Türkiye’deki ve dünyanın bazı ülkelerindeki kaza istatistiklerine yer verilmiştir. Araçların yolcu ile yük taşımasına göre ve ayrıca yük taşıma kapasitelerine göre sınıflandırılması yapılmıştır. Araçların yasal olarak onaylanabilmesi ve satılabilmesi için uyulması zorunlu bazı kriterler belirtilmiştir. Ön, yan, arkadan çarpma ve yaya ile çarpışma kaza tipleri ve bu kaza tiplerine göre geçerli olan yasal zorunluluklar incelenmiştir. Kazaları temsil eden çarpışma testlerinde kullanılan test mankenleri detaylı olarak anlatılmıştır. Önden çarpmada kullanılan test menkenleri, yandan çarpmada kullanılan test mankenleri, arkadan çarpma testlerinde kullanılan test mankenleri ayrı ayrı incelenmiştir. Test mankenleri üzerinden toplanan bazı bilgilere göre insanların kazalarda yaralanma miktarlarını tahmin edebilmek üzere belirlenmiş çarpışma yaralanma kriterleri incelenmiştir. Avrupa Birliği’ne bağlı ülkelerde geçerli olan yandan çarpma yasal zorunluluk kriterlerine göre yapılmış yandan çarpma testinin sonlu elemanlar yöntemiyle Hypermesh, M-Crash ve Radioss yazılımları ile hazırlanmış modelleri, gerçek test ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda gerçek test ve sonlu elemanlar modelinin benzerliği ve modelin güvenilirliği doğrulanmıştır. Elde edilen bu güvenilir modelde, yine sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmiş olan test mankeni üzerinden değişik oturma pozisyonları için veriler toplanmış ve karşılaştırması yapılmıştır. Değişik oturma pozisyonları için farklı sonuçlar elde edildiği görülmüştür. Bu farklılıkların sebepleri üzerinde durulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre sonlu elemanlar yöntemi kullanmanın zaman ve maddi kazanımlarının olduğu belirtilmiştir.In this study first, some statistical informations about accidents in Turkey and some other countries in the world are given. Classifications of vehicles according to passenger or goods carrying and according to carriage capacities are stated. Vehicle legal homologation regulations for sale permissions are stated. Frontal, side, rear and pedestrian impact modes are explained. Legal rules which are valid for these types of crash are investigated. Dummies, which are used in crash simulation tests, are explained in details. Frontal crash test dummies, side crash dummies and rear crash dummies are investigated separately. Crash injury criteria which is created by the data collected from crash test dummies are investigated. Side crash finite element model analysis which was prepared according to European Union side crash regulation by using Hypermesh, M-Crash and Radioss softwares is compared with physical tst results. Due to comparison, good correlation of test and finite element models is achieved. Trustability and similarity of finite element model with physical test is approved. In correlated analysis, dummy crash injury parameters are calculated for various seating locations of dummy in finite element model. Different crash injury results are obtained for different seating positions. Reasons of these differences are stated. According to results obtained, advantages of using finite element in terms of time and cost save are stated.Yüksek LisansM.Sc
Semi Active Suspension Control With Magnetorheological Dampers
No full textTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008Bu çalışmada motorlu taşıtlarda günümüzde aranan konfor ve yol tutuşunu mümkün olabildiğince aynı anda arttırmak için MR (Magnetoreolojik) damperli yarı aktif süspansiyonlar üzerinde kontrol uygulamaları yapılmıştır. Öncelikle şimdiye kadar kullanılan ve günümüzde kullanılmakta olan süspansiyon çeşitleri kısa olarak anlatılmıştır. İncelenen bu süspansiyon çeşitlerinin kısa olarak karşılaştırması yapılmış ve projede kullanılmış olan yarı aktif süspansiyon çeşidi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Yarı aktif süspansiyonlarda kullanılan damper çeşitleri kısa olarak anlatılmış olup, en uygun olan MR (manyetoreolojik) damperin kullanılmasına karar verilmiştir. MR damperin kısaca yapısı ve çalışma prensibi anlatılmıştır. Önce kontrol uygulamalarının yapılacağı matematik modele karar verilmiş ve denklemleri çıkarılmıştır. Daha sonra hangi kontrol çeşitlerinin kullanılacağına karar verilmiş ve çıkarılan matematik modele göre algoritmalar hazırlanmıştır. Çalışmada anahtar kontrolü, Skyhook kontrolü, durum geri beslemeli kontrol ve LQR (Linear Quadratic Regulator) kontrolü kullanılmıştır. Klasik pasif süspansiyon sistemi ve MR damperli yarı aktif süspansiyon için SIMULINK diagramları hazırlanmıştır. Daha sonra belirlenmiş olan yoldan gelen bozucu sinyaller hazırlanmıştır. Uygulanan tüm kontrol tiplerinin yoldan gelen bozucu sinyal tiplerine göre verdiği cevaplar pasif sistemin verdiği cevaplar ile karşılaştırılmıştır. Titreşim geçirgenlik oranları her kontrolcünün en iyi değerine gore incelenmiştir. Aynı zamanda pasif sistemle yapılan karşılaştırmalar bu kontrolcülerin farklı değerleri için de yapılmış ve o kontrolcünün farklı parametreler için nasıl cevap verdikleri gözlenmiştir. En son olarak tüm kontrolcüler pasif sisteme göre verdikleri cevaplara bakılarak karşılaştırılmıştır.In this study, control algorithms are applied to semi active suspension system with MR (magnetorheologic) dampers to improve both handling and comfort as much as it is possible. First of all, the suspension types are explained that have been today. A brief comparison is made between the suspension types that are explained and the semi active suspension system that is studied in this project is evaluated in details. The damper types that are generally put in semi active suspension are explained and the MR damper is decided to be used in this project. And the working principle and structure of MR dampers are presented briefly. First, the mathematical model that the control algorithms will be applied to is decided and the governing equations are derived. Then, the control types are decided and the algorithms according to the mathematical model are prepared. In this project, switch control, Skyhook control, State feedback control and LQR (Linear quadratic Regulator) control systems are used. Conventional passive suspension system and semi active suspension system with MR damper flow diagrams are drawn in SIMULINK module of MATLAB software. The disturbance that comes from the road is created in various forms. Following, responses of different control types for different disturbance types are compared with the responses of conventional passive system gives. Also, the comparisons with passive suspension system are made with different values of each specific controller to see the behavior of that controller for different parameters. Finally, all controllers are compared on the same ground by using the responses of conventional passive suspension system.Yüksek LisansM.Sc
Modeling Of The Mechanical Behavior Of Proton Exchange Membrane In Pem Fuel Cells
Full text linkTez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011Çalışmada, Proton Değişim Memranlı Yakıt Hücrelerinde kullanılan Nafion ® ticari adı ile anılan perfluoro sülfonik asit membranların mekanik davranışlarını tespit etmek amacı ile sıcaklık modunda DMA testleri, değişen sıcaklık değerleri için çekme testleri yapılmıştır. Membran malzemesinin young modülü ve akma sınırı, ayrıca kayıp ve depolama modülleri, sönüm oranı değişen sıcaklık değerleri ile tespit edilmiştir. DMA testleri kullanılmış ve kullanılmamış birleşik membran-elektrod yapısı (MEA) için tekrarlanmış, elektrot kaplamanın ve yakıt hücresi içinde gerçekleşen hidro-termal çevrimin mekanik davranışa etkisi belirlenmiştir. Ayrıca kullanılmış MEA yapısı SEM görüntüleme tekniği ile incelenmiş, yakıt hücresi içinde gerçekleşen çevrim kaynaklı hasarlar tespit edilmiştir. Modelleme çalışmasında ise, çeşitli katı polimerik malzemerin mekanik davranışlarını modellemek üzere daha önce de kullanılmış olan bir viskoplastik model olan VBO modeli, Nafion’un sıcaklık ve nem ile değişen mekanik cevabını vermek üzere modifiye edilmiştir. Modelin cevabı literatürdeki sıcaklık ve nem ile değişen çekme testleri ile karşılaştırılmış, deneysel sonuçlar ile oldukça uyumlu model cevapları elde edilmiştir.In this study perfluoro sulfonic acid membranes, commercially named as Nafion® , used in Proton Exchange Membranes are subjected to tensile tests and DMA tests for various temperatures, in order to determine their mechanical behavior. Young modulus, yield strength, dynamic modulus and tanδ of the membranes are determined for various temperature values. DMA tests are done also for the used and new MEAs, therefore the effect of catalyst coating and hygrothermal aging is determined. Besides, used MEAs are analyzed using SEM imaging technique. The failures occured by the hygrothermal cycle are determined. In the modeling work, VBO which is a viscoplastic model formerly used for modeling the mechanical behavior of solid polymeric materials is modified in order to model the temperature and hydration dependent behavior of Nafion. Model responses are compared with the tensile tests in the literature and good match with the experimental data is observed.Yüksek LisansM.Sc
The Improvement Of The Responses Obtained By Finite Element Methods For The Analyses Of The Structural Dynamic Problems By Superelements And Substructuring
No full textTez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009Bu çalışmada yapısal dinamik problemlerinin sonlu elemanlar yöntemleri ile elde edilen cevapların iyileştirilmesi incelenmiştir. Bu amaçla süpereleman ve alt yapılara bölme yaklaşımları kullanılmıştır. Bu yeni yaklaşımlarda sistem cevaplarının eşitliğini sağlayacak serbestlik derecelerinin aktif serbestlik dereceleri olarak model derecesi düşürülmüş sistemin içine taşınması temel ölçüt olarak seçilmiştir. Hazırlanan Matlab kodları ile geliştirilen model derecesi düşürme yöntemi, düzlemsel çubuk sistemi, düzlemsel Euler-Bernoulli kiriş eleman sistemi ve plak eleman üzerinde uygulanmış ve alınan sonuçlar, orijinal modellerin cevapları ile karşılaştırılmıştır. Yine aynı kod içinde yer alan diğer model derecesi düşürme yöntemlerine –İleri Farklar, Newmark integrasyonu ve İmpuls Cevabı İnvaryantı- göre elde edilen sistem cevapları orijinal model zaman ve frekans cevapları ile karşılaştırılmıştır. Tüm bu karşılaştırmalarda sönüm durumları dikkate alınmış ve farklı model dereceleri için hesaplama zamanları ve başarımları açısından başarılı sonuçlar değerlendirilmiştir. Süper eleman oluşturarak farklı analizlerde esnek bir şekilde kullanım imkanı sağlayan alt yapılara bölme (AYB)-“Substructuring” yöntemi, yapısal dinamik analizlerin cevap süresini kısaltarak hesaplama performanslarının artırılması açısından büyük katkı sağlamaktadır. Geliştirilen Matlab kodu ile düzlemsel Euler-Bernoulli kirişi ve plak sistemleri üzerinde üzerinde AYB uygulaması yapılmış, sonuçlar aynı kod içinde yer alan orijinal model cevabı ile karşılaştırılmıştır. Oluşturulan süper elemanların kullanılması ile hesaplama zamanları çok önemli ölçüde düşürülmüştür. Ancak süper eleman oluşturmaya harcanan zamanın yüksek olması nedeniyle AYB yöntemin de geliştirilen MDD yönteminden daha kötü performans gösterdiği görülmüştür.In this study, the improvement of the responses obtained by Finite Element Methods for the analyses of the structural dynamic problems is studied. To this end, superelement and substructuring methods are employed. With the proposed model order reduction (MOR) approach, some improvements have been gained. In the new approach, respecting the DOFs that give responses conforming with original system is assumed the main criteria at the selection of the degrees of freedom which are transferred into the reduced system as active DOFs. Developed MOR method was applied to the sample structures of truss, beam and plate by using some Matlab codes and the results of the MOR analyses are compared with the original system response. In the same Matlab codes, responses of some other MOR methods –Forward differences, Newmark integration and Impulse response invariant- were also compared with the original system responses. Damping chracteristics of the systems are taken into account at all these comparisons and the results of analyses in both time and frequency domains (Bode diagrams) with different model orders are evaluated in terms of calculation time and performance. Substructuring method which produces super elements and allows them to be used in different analyses with high flexibility, provides an important contribution on increasing of the accuracy of the structural dynamic analyses. With the developed Matlab code, two substructuring applications on a 2D Euler-Bernoulli beam and plate system are performed and their results are compared with the original system responses. However, since the process time of the super element establishment with substructuring takes excessive time, it was observed that the substucturing exhibits a worse performance than developed MOR method.DoktoraPh
- …
