Makine Mühendisliği

Bu proje, kıyı şeridindeki kırsal bölgeler, ıssız yerleşimler ve adalar için tam sürdürülebilir bir çoklu üretim sistemi geliştirmeyi hedeflemektedir. Sistem, elektrik üretimi, içme suyu sağlanması ve yeşil hidrojen üretimini tek bir entegre platformda birleştirmektedir. Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi (CSP) ile çalışan sCO₂ (superkritik karbondioksit) güç çevrimi yüksek verimle elektrik üretirken, ortaya çıkan atık ısıyı MED (Multi-Effect Distillation) sistemi aracılığıyla tatlı suya dönüştürülmekte; artan elektrik ise elektrolizörler aracılığıyla yeşil hidrojen üretiminde kullanılmaktadır. Böylece hem enerji hem su hem de yakıt ihtiyacı tek bir çözümle karşılanmaktadır. Sistem mimarisinde CSP’den elde edilen ısı, termal depolama üzerinden sCO₂ çevrimine aktarılmakta, buradan elde edilen elektrik öncelikle kritik yüklere, ardından RO (Reverse Osmosis) sistemi ile su üretimine yönlendirilmekte ve fazla güç hidrojen elektrolizine ayrılmaktadır. Atık ısı MED ünitelerine aktarılırken RO esnek bir üretim desteği sunmaktadır. İşletme modları güneşlenme durumuna göre farklılık göstermekte; gündüz yüksek güneşlenmede elektrik ve su üretimi öncelikli olurken fazla güç hidrojen üretimine ayrılmakta, gece ise termal depolama devreye girmektedir. Sistem tasarımında CSP alanı, TES boyutları, sCO₂ çevrim parametreleri, RO/MED kapasiteleri, elektrolizör seçimi ve hidrojen depolama stratejileri dikkate alınmaktadır. Performans göstergeleri arasında elektrik üretim verimi ve miktarı, tatlı su üretim kapasitesi ve özgül enerji tüketimi, hidrojen üretim hızı ve entegrasyon verimliliği yer almaktadır. Bu yönüyle proje, adalar ve uzak kıyı bölgeleri için sessiz, kompakt, düşük emisyonlu ve tam entegre bir sürdürülebilir çözüm sunmaktadır.

Siber-fiziksel üretim sistemlerinin IoT, bulut ve edge bilişimle bütünleştirilmesi yoluyla gerçek zamanlı görünürlük, izlenebilirlik ve çevrim-içi karar desteği sağlanmaktadır. Çizelgeleme–CAPP bütünleşmesi, enerji-zaman-maliyet hedeflerinin eşzamanlı optimizasyonu ve insan-merkezli paneller aracılığıyla yalın-çevik operasyonlar ölçeklenebilir biçimde yapılandırılmaktadır. Standartlara uyumlu veri modelleri, API’ler ve ontolojilerle birlikte çalışabilirlik güçlendirilmekte; dayanıklı ve genişleyebilir mimariler tesis edilmektedir. Yapay zekâ tarafında yüzey pürüzlülüğü, kesme kuvveti, enerji tüketimi ve arıza olasılığına yönelik açıklanabilir tahmin modelleri, fizik temelli kısıtlar eşliğinde geliştirilmektedir. Böylece dijital ikiz destekli ve veri güdümlü üretim hatlarında kestirimci bakım, kalite öngörüsü ve süreç penceresi optimizasyonu eşzamanlı olarak mümkün kılınmakta; verimlilik, sürdürülebilirlik ve ürün kalitesi birlikte artırılmaktadır.

Üretim sistemleri, ayrık-olay, sürekli ve hibrit yaklaşımlar birleştirilerek uçtan uca modellenmektedir. Kapasite, darboğaz, enerji ve maliyeti birlikte ele alan çok hedefli formülasyonlar kurulmakta; tasarım ve işletme kararları simülasyon ile dijital ikizler aracılığıyla doğrulanmaktadır. Senaryo, duyarlılık ve “ne olursa?” analizleriyle belirsizlikler öngörülmekte ve riskler yönetilmektedir. Sanal işletme/tedarik ağı eşleştirmesi, işbirlikçi planlama ve dağıtık karar verme için çok ajanlı mimariler tasarlanmakta; ontoloji tabanlı bilgi ve kural yönetimiyle ortak sözlük ve çıkarım altyapıları tesis edilmektedir. Deneysel/alan verisi ile ERP–MES kaynaklarını birleştiren veri boru hatları sayesinde kanıt temelli, uyarlanabilir ve ölçeklenebilir analitik süreçler sürdürülmekte; karar süreçleri şeffaflaştırılmakta ve operasyonel performans ile kaynak verimliliği bütüncül olarak iyileştirilmektedir.

İleri malzemelerin (ör. Ti-6Al-4V, Inconel 718) işlenmesine yönelik ultrasonik titreşim destekli işleme ve minimum miktarda yağlama (MQL) gibi hibrit stratejiler geliştirilmektedir. Bu yaklaşımlarla kesme kuvveti ve takım aşınması azaltılmakta; yüzey bütünlüğü ve enerji verimliliği artırılmaktadır. Parametre-tepki ilişkileri, deneysel tasarım ve veri güdümlü modeller aracılığıyla çözümlenmekte; kalite/enerji/maliyet kısıtları altında süreç pencereleri optimize edilmektedir. CAPP–CAM–atölye zinciri boyunca veri bütünlüğü, çevrim-içi izleme ve kapalı-devre kontrol önceliklendirilmekte; kararlı ve tekrarlanabilir performans güvence altına alınmaktadır. Sürdürülebilirlik kapsamında soğutma-yağlama ayak izi azaltılmakta, enerji tüketimi düşürülmekte ve döngüsellik yaşam döngüsü odaklı çözümlerle güçlendirilmektedir. Böylece ürün kalitesi yükseltilirken çevresel etki ve toplam maliyet anlamlı biçimde azaltılmaktadır.

MİLLİ MUHARİP UÇAK KAAN İÇİN KOMPOZİT ZIRH GELİŞTİRİLMESİ

Yürütücü: Prof. Dr. Erdem ACAR

Bu projede yapısallar ve şeffaflar teknoloji grupları için, kuş çarpması ve balistik darbe tehditlerine karşı dayanıklı, uluslararası standartlara uygun, mekanik ve balistik özellikleri ağırlığa göre optimize edilmiş zırh sistemleri geliştirilmiştir. Milli Muharip Uçak KAAN özelinde, kuş çarpmasına karşı mukavim çok katmanlı uçak kanopi plakası tasarlanmış ve tasarımın başarımı kuş çarpması testleriyle doğrulanmıştır. Projede tasarlanan uçak kanopi plakaları TUSAŞ tarafından üretilmiş olup, kuş çarpması testleri ise Roketsan test merkezinde yapılmıştır. Kuş çarpması testlerinde kullanılmak üzere jelatin yapay kuş üretimine yönelik reçete geliştirilmiş olup, proje kapsamında Türkiye’de ilk kez bir Üniversite laboratuvarında (TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Laboratuvarı) yapay kuş üretimi gerçekleştirilmiştir. Yine KAAN özelinde, kuş çarpması ve balistik darbeye karşı mukavim çok katmanlı, zırhlı kompozit uçak gövde plakası tasarlanmış ve tasarımın başarımı kuş çarpması testleriyle ve balistik testlerle doğrulanmıştır. Projede tasarlanan kompozit uçak gövde plakaları TUSAŞ tarafından üretilmiş olup, kuş çarpması testleri Roketsan test merkezinde, balistik testler ise Nurol Teknoloji tez merkezinde yapılmıştır. Proje başlangıcında THS 4 seviyesinde laboratuvar ortamında tezgâh üstü, bileşen ve alt bileşenleri ile doğrulaması yapılmış olan uçak kanopi ve kompozit gövde plakaları, proje sonunda THS 6 seviyesine çıkarılmıştır. Proje çalışmalarına dayanarak uluslararası saygın dergilerde makale yayınlanmış ve ulusal/uluslararası konferanslarda bildiri sunulmuştur. Projede çalışan doktora, yüksek lisans ve lisans öğrencileri; zırh kompozitlerinin testleri, analizleri ve optimum tasarımı üzerine yetişmişlerdir.

Destekleyen Kuruluş: TÜBİTAK (2021-2025)

Yürütücü: Prof. Dr. Erdem ACAR

Bu projede, TOGG elektrikli araçlarında kullanılan bataryalar için kompozit taşıyıcı sistem geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Geliştirilecek olan batarya taşıyıcı sistemin, yapısal analizleri, çarpışma güvenliği açısından optimizasyonu üzerine Ar-Ge faaliyetleri yürütülecektir. Proje kapsamında, elyaf takviyeli kompozitler mekanik performans ve boyutsal kararlılık açısından incelenecektir. Ayrıca, hem çarpışma vb. anlık yüklere hem de sürüş sırasında aktarılan titreşimli yüklere karsı gerekli yapısal dayanım performansına sahip olması gereken batarya taşıyıcı sistemin sonlu elemanlar simülasyonlarına dayalı tasarımı gerçekleştirilecektir. Tartışmasız bir şekilde, karbon elyaf mükemmel spesifik mekanik özelliklerinden dolayı en etkili mekanik takviye malzemelerinden biridir. Öte yandan, yüksek maliyeti nedeniyle, bazen daha uygun maliyetli olan cam elyafı gibi diğer takviye malzemeler kullanımı da bir alternatif olarak değerlendirilebilmektedir. Batarya taşıyıcı sistem için hem maliyet hem yapısal performans açısında en uygun elyaf tipinin belirlenmesi adına, bu projede hibrit elyaf kullanımı (karbon ve cam elyaf karışımı) da ele alınacaktır. Farklı fraksiyonlarda karbon ve cam elyaf kullanılarak, karbon/cam elyaf oranının optimum değeri belirlenecektir. Proje başlangıcında teknoloji konsepti ve uygulaması formüle edilip THS 2 seviyesinde bulunan batarya taşıyıcı sistem, proje sonunda THS 6 seviyesine çıkarılacaktır. Proje çalışmalarına dayanarak uluslararası saygın dergilerde makale yayınlanmakta ve ulusal/uluslararası konferanslarda bildiri sunulmaktadır. Projede çalışan doktora, yüksek lisans ve lisans öğrencileri; elektrikli araçlardaki bataryaları taşıyan muhafazaların tasarım, analiz ve testleri üzerine yetişmektelerdir.

Destekleyen Kuruluş: TÜBİTAK (2022-2026)

 Yürütücü: Prof. Dr. Erdem ACAR

Bu projede, biyo-ilhamlı hibrit bir enerji sönümleyici profilin, enerji sönümleme performansı deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir. Hurma ağacının gövde kesitinden esinlenerek elde edilen spiral parçalar boş bir alüminyum tüp içerisine yerleştirilerek biyo-ilhamlı hibrit bir enerji sönümleyici profil elde edilmiştir. Metal esaslı eklemeli imalat yöntemi kullanılarak spiral parçalar ve çekme testi numuneleri üretilmiştir. Biyo-ilhamlı hibrit enerji sönümleyici profil, yarı-statik yükleme altında eksenel olarak ezilmiştir. ANSYS LS-DYNA sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak oluşturulan benzetim modelleri, deneysel sonuçlar ile doğrulanmıştır. Ardından, optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilerek, biyo-ilhamlı hibrit enerji sönümleyici profilin enerji sönümleme performansının arttırılmıştır. Proje çalışmalarına dayanarak uluslararası saygın dergilerde makale yayınlanmış ve ulusal/uluslararası konferanslarda bildiri sunulmuştur. Projede çalışan lisansüstü öğrenciler; otomobillerdeki enerji sönümleyici sistemlerin tasarım, analiz ve testleri üzerine tecrübe kazanmışlardır.

Destekleyen Kuruluş: TÜBİTAK (2023-2023)

Yürütücü: Doç. Dr. Recep M. GÖRGÜLÜASLAN

Eklemeli imalat teknolojileri, boşluklu ve karmaşık yapıların üretilebilmesi sayesinde hafif ama dayanımı yüksek mühendislik parçaları geliştirmek için önemlidir. Üniversitemizde yapılan çalışmalarda, bu tür yapılardan olan kafes yapılar, eklemeli imalat ile üretildiğinde meydana gelen geometrik belirsizliklerin mekanik performans üzerine etkilerinin anlaşılması üzerine odaklanmaktadır. Eklemeli imalat süreçlerinde oluşan belirsizlikler, mikro düzeyde ölçümler (mikroskop, mikro-bilgisayar tomografisi, vb.) ile karakterize edilmekte ve bu belirsizlikler, sonlu elemanlar analizlerine dahil edilmektedir. Bu bağlamda, belirsizliklerin tasarım ve optimizasyon sürecine entegre edilmesi de önemli bir yer tutmaktadır. Bu amaçla, kafes yapıların yüksek dayanım için optimizasyonun süreçlerine belirsizlikler de dahil edilerek, üretim süreçlerine dayalı belirsizliklerin etkilerini en aza indirmeyi amaçlayan çalışmalar yapılmaktadır. Bu sayede, performansı yüksek ve üretimi verimli kafes yapı tasarımları ortaya çıkmaktadır.

Ayrıca, eklemeli imalatla üretilen kafes yapılarının kırılma mekaniği üzerine çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Kafes yapılar, eklemeli imalat ile üretildiklerinde, katmanlar arası geometrik belirsizlikler ve kusurlar kırılma davranışlarını etkileyebilir. Bu bağlamda, üretilen kırılma numuneleri üzerinde kırılma testleri Üniversite bünyesinde gerçekleştirilmekte ve Genişletilmiş Sonlu Elemanlar Metodu (XFEM) kullanılarak, kırılma analizleri yapılmaktadır.

Buna ek olarak, eklemeli imalat ile üretimdeki en küçük üretilebilir boyut ve desteksiz üretilebilme gibi durumlar göz önünde bulundurularak yeni kafes hücre tasarımları gerçekleştirilmektedir. Bu kafes hücrelerin izotropik özelliklere sahip olup olmadığı homojenizasyon yöntemi ile belirlenmektedir. İzotropik özelliklere sahip şekilde tasarlanan kafes hücreler, homojenizasyon tabanlı topoloji optimizasyonu yöntemi ile mühendislik parçalarının tasarım optimizasyonunda kullanılabilmektedir. Bu araştırmalar, özellikle uçak, otomotiv ve biyomedikal gibi mühendislik uygulamalarında önemli bir yer tutmaktadır.

Topoloji optimizasyonu özellikle eklemeli imalat için uygun yapıların tasarlanmasında önemli bir yer tutmaktadır. Bu süreçlerde, yapılan optimizasyonların doğruluğu ve verimliliği artırmak için yapay sinir ağları ve derin öğrenme yöntemleri kullanılmaktadır. Bu bağlamda, iki aşamalı konvolüsyonel ağlar ve transfer öğrenme optimizasyon sonuçlarının hızla ve doğru şekilde tahmin edilmesine olanak tanıyan yapay zekâ yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yaklaşımlar, özellikle iterasyonlara gerek kalmadan doğru sonuçların elde edilmesini sağlamakta ve süreci hızlandırmaktadır.

Alüminyum alaşımları ve metal eklemeli imalatla yapılan çalışmalar, özellikle havacılık sektörü için önemli olan yapısal optimizasyon, dayanıklılık ve üretim süreçlerine odaklanmaktadır. Latis yapıların metal eklemeli imalatla üretimi, üretim hatalarını ve belirsizlikleri dikkate alarak daha verimli ve dayanıklı yapılar tasarlamayı hedeflemektedir. Ayrıca, bu çalışmalar, eklemeli imalatın karmaşık geometrilere sahip metal yapılar için potansiyelini değerlendirmektedir. Bu alanda, sanayi işbirliği ile özellikle havacılık alanında eklemeli imalatla üretilebilecek kafes malzemelerin sandviç yapılı panellerde kullanımı üzerine odaklanılmaktadır. Havacılık panellerinde kafes yapıların kullanımı ile, metal eklemeli imalat ile üretilebilecek şekilde sandviç yapılar geliştirilmiştir. Kafes yapılar, bu tür panellerin geleneksel bal peteği yapılarına alternatif olarak geliştirilmekte ve optimizasyon süreçleri sonucunda elde edilen tasarımlar eklemeli imalat ile üretilip test edilmektedir.

Projeler:

Latis Yapıların Optimizasyon ile Tasarımında Katmanlı İmalattan Dolayı Oluşan Değişimlerin Etkin bir Şekilde Hesaba Katılacağı bir Metodoloji Geliştirilmesi, TÜBİTAK 3501, 2019-2022

Kafes yapılar için malzeme ekstrüzyonu ile üretimden gelen belirsizlikler altında kırılma mekaniğine bağlı yapı-özellik ilişkilerinin belirlenmesi, TÜBİTAK 1001, 2022-2025

Sandviç Yapılı Havacılık Panellerinin Kafes Malzemeler ile Metal Eklemeli İmalat Kısıtlarını hesaba katarak Tasarımı için bir Yöntem Geliştirilmesi, TUSAŞ, 2022-2025

İlgili dersler: MAK 410: Makine Mühendisleri için Sonlu Elemanlar Yöntemi, MAK 420: Bilgisayar Destekli Tasarım ve Üretim, MAK 408: Makine Mühendisliğinde Eniyileme Teknikleri ve Uygulamaları, MAK 512: Katı Mekaniğinde Sonlu Elemanlar Analizi, MAK 520: Bilgisayar Destekli Tasarım ve Üretim (CAD/CAM)

Yürütücü: Prof. Dr. Cihan TEKOĞLU

Evrimsel optimizasyon, doğal malzemelere son derece verimli mekanik özellikler kazandırmıştır. Örneğin ahşap, en güçlü çeliklerle kıyaslanabilecek düzeyde özgül mukavemete sahiptir; kemiğin kırılma tokluğu ise geleneksel mühendislik seramiklerinden bir mertebe daha yüksektir. Mekanik özelliklerdeki bu üstünlük, malzemeyi oluşturan bileşenlerin tek tek üstün özelliklere sahip olmasından ziyade, bu bileşenlerin malzeme içerisindeki dağılımı ve yani malzemenin mikro-mimarisinden kaynaklanır.

Modern mühendislik uygulamaları, genellikle bir arada bulunması güç özelliklerin—örneğin yüksek süneklik ile yüksek mukavemetin ya da kolay şekil değiştirme kabiliyetiyle yüksek direngenliğin—tek bir malzemede toplanmasını gerektirir. Metamalzemeler alanındaki araştırmalarımız, bu gereksinimleri karşılayacak stratejiler geliştirmeyi amaçlamaktadır. Aşağıda, bu kapsamda yürütülen çalışmalardan bazı örnekler sunulmuştur.

Hücreli (Gözenekli) Katılar

Hücreli katılar, yüksek mukavemet ve yüksek direngenliğe ek olarak düşük yoğunlukları sayesinde yapısal uygulamalarda büyük bir potansiyele sahip, nispeten yeni bir mühendislik malzemesi sınıfını temsil eder. Her ne kadar üstün makroskobik özellikler sunsalar da yapısal boyutlardan biri hücre boyutuna yaklaştığında dikkat çekici bir durum ortaya çıkar: Hücreli katı az sayıda hücreden oluştuğunda, hücreler birbirlerinin hareketlerini engellemez ve görece bağımsız şekilde hareket edebilirler. Bu durum, mekanik özelliklerin test edilen numunenin boyutuna göre değişmesine neden olur.

Bu bağlamda, hücreli katıların mekanik davranışını anlamak için model malzemeler üzerinde sonlu elemanlar (SE) analizleri yapılmıştır (bkz. Şekil 1). SE sonuçları, boyut etkilerini hesaba katmak amacıyla bir uzunluk ölçeği içeren genelleştirilmiş sürekli ortam teorileriyle karşılaştırılmış ve elastik deformasyon aralığında en yüksek uyumun, "gerinim diverjansını" ek bir deformasyon ölçüsü olarak tanımlayan teoriyle sağlandığı gösterilmiştir.

Çok Fonksiyonlu Malzemelerin Tasarımı

Bir diğer önemli araştırma alanı, mekanik işlevleri (örneğin yüksek direngenlik ve mukavemet) diğer özelliklerle (örneğin yüksek termal veya elektrik iletkenlik veya yüksek şekil değiştirme kabiliyeti gibi) birleştiren malzemelerdir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, iki boyutlu (2B) ve üç boyutlu (3B) Kagome latis malzemelerinin çok işlevli uygulamalar için büyük umut vadettiğini ortaya koymuştur. Bu tür kafes-latis malzemelerde, bazı kirişler doğrusal tahrik elemanlarıyla değiştirildiğinde, malzeme bu elemanların uzayıp kısalmasıyla kolaylıkla şekil değiştirebilir. Tahrik elemanları aktif olmadığında ise yüksek direngenlik korunarak yapı harici yüklere karşı dayanıklılığını sürdürür.

İzotropik elastik mekanik özelliklere sahip Kagome latisin hem kolaylıkla şekil değiştirebilmesi hem de yüksek direngenlik gösterebilmesi, iki temel soruyu gündeme getirir: (i) Bir kafes malzemeyi düşük enerjiyle şekil değiştirmeye elverişli kılan nedir? (ii) Şekil değiştirmeye Kagome latisten daha uygun kafesler tasarlanabilir mi? Bu soruları yanıtlamak amacıyla, şekil değiştirmeye elverişli mikro-mimarileri belirleyecek topolojik kriterler geliştirilmiş ve bir kafes-latisin elastik özelliklerinin izotropik olması için gerekli simetri koşulları tanımlanmıştır. Bu çerçevede tasarlanan dört yeni 2B düzlem içi izotropik malzemeden biri olan Çift Kagome latisin (bkz. Şekil 2c), hem optimal elastik özelliklere sahip olduğu hem de tahrik elemanları etkisinde şekil değiştirmek için Kagome latisten daha düşük enerji gerektirdiği tespit edilmiştir.

Çok fonksiyonlu malzemeler alanında gerçekleştirdiğimiz araştırmalar, izotropik elastik mekanik özelliklerin yanı sıra negatif Poisson oranına (NPR) sahip pek çok yeni kafes malzeme geliştirilmesiyle önemli ilerlemeler kaydetmiştir. NPR latis malzemeler, yüksek kesme ve indentasyon direnci, yüksek enerji emme kapasitesi ve yüksek tokluk gibi avantajlara sahiptir. Bu malzemelerin potansiyel kullanım alanları arasında bağlantı elemanları ve perçinler, sensörler, yapay kan damarları, kurşun geçirmez kasklar ve yelekler, akıllı tekstiller ve şekil değiştirebilen uçak kanatları gibi çeşitli uygulamalar bulunmaktadır.

Yürütücü: Prof. Dr. Cihan TEKOĞLU

Malzeme bilimi ve üretim teknolojilerindeki gelişmeler sayesinde, günümüzde metal ve metal alaşımlarında gevrek kırılma, yalnızca çok yüksek deformasyon hızları, çok düşük sıcaklıklar ve/veya tane sınırlarında aşırı katışkı birikimi gibi nadir durumlarla sınırlı hale gelmiştir. Bu ilerlemeler, yorulma ve korozyonla birlikte sünek kırılmayı, yapısal bütünlük çalışmalarının en önemli unsurlarından biri haline getirmiştir.

Son yarım asırda, metal ve metal alaşımlarında boşlukların oluşumu, büyümesi ve birleşmesiyle gerçekleşen sünek kırılmanın (bkz. Şekil 3) her üç aşamasında da önemli bilimsel ilerlemeler kaydedilmiştir. Ancak bu kazanımların malzeme tasarımı ve üretime tam anlamıyla yansıtılması hâlâ zorluklar barındırmakta ve kırılma süreçlerinin derinlemesine anlaşılmasını gerektirmektedir. Bu doğrultuda, araştırma grubumuz, mevcut sünek kırılma modellerine:

1. Matris malzeme anizotropisinin dahil edilmesi
2. Fizik temelli boşluk birleşim modellerinin dahil edilmesi
3. Boyut ölçeği etkilerinin dahil edilmesi
4. Çevrimsel yükleme de dahil olmak üzere, orantısız (non-proportional) yükleme etkilerinin dahil edilmesi

alanlarında çalışmalar yürütmektedir.

Şekil 3: 1050 H14 alüminyum plakalarda Mod I yüklemesi altında sünek çatlak ilerlemesini gösteren taramalı elektron mikroskobu fraktografileri.

Özet olarak, araştırma grubumuzun temel amacı, hücresel katılardan metalik kompozitlere kadar geniş bir yelpazede, modern mühendislik

uygulamalarının zorlu gereksinimlerini karşılayacak yeni malzemeler tasarlamak ve mevcut malzemelerin mekanik özelliklerini geliştirmektir.

 Projeler:

1.Kafes Latis Malzemelerde Deformasyon Mekanizmalarının Mekanik Özelliklere Etkilerinin Araştırılması

TÜBİTAK (123M856), 1002 – Hızlı Destek Hızlı Destek – A, 2023, Bütçe: 74.997 TL.

2.Çok Fonksiyonlu Yeni Latis Malzemeler Tasarlanması, TÜBİTAK (219M296), 1001 – Araştırma, 2020

3.Sünek Metal Plakalarda Çatlak İlerleme Mekanizmalarının Nümerik ve Deneysel Metotlarla İncelenmesi

TÜBİTAK (315M133), 1001 – Araştırma, 2016, Bütçe: 376.552 TL

4.Çift Fazlı (ÇF) Çeliklerde Mikroyapının Optimizasyonu, TÜBİTAK (111M664), 3501 – Kariyer, 2012,

Bütçe: 123.690 TL

Makina Mühendisliğinde karmaşık sistemleri modellenmesi ve kontrol algoritmalarının geliştirilmesi, özellikle havacılık ve savunma sanayiindeki ürünlerde önemli bir yere sahiptir. Son yıllarda büyük ilerleme sağlayan yapay zekâ alanında geliştirilen, veri-tabanlı sistem tanımlama, makina öğrenmesi, derin öğrenme, pekiştirmeli öğrenme gibi yöntemlerin, bu sanayilerde yapısal sağlık durumu izleme, model tabanlı mühendislik ve kontrol, dijital ikiz gibi uygulamaları, üniversitemizde ARGE çalışmaları kapsamında, TÜBİTAK destekleri ve ülkemizin önde gelen sanayii kuruluşlarının ortaklıkları ile devam etmektedir.

İlgili Projeler

“Hava Araçlarında Yapısal Sağlık Takip Sistemleri İçin Akıllı Sensörler Verileri İle Desteklenen Fiziksel Tabanlı Derin Öğrenme Yöntemleri Geliştirilmesi”, TÜBİTAK-1001, 2023-2026

“Havacılık metal alaşımlarında yorulma performansının makine öğrenmesi ile modellenmesi projesi”, TUSAŞ, 2022-2023

“Endüstri 4.0 Için Derin Öğrenme Ile Talaşlı İmalat Gözetleme Ve Tahmin Algoritmaları Geliştirilmesi”, TÜBİTAK-1001, 2018-2021

Araştırmacılar

Prof.Dr. Hakkı Özgür Ünver

İlgili Dersler

MAK 305 Sistem Dinamiği ve Kontrol, MAK 440 Kontrol Sistemleri Tasarımı, MAK 441 Mekanik Titreşimler, MAK 449 Sistem Modellenmesi ve Dinamiği, MAK 541 İleri Makina Titreşimleri, MAK 549 İleri Sistem Dinamiği ve Kontrol

Sürtünme Sönümlü Türbİn Kanatlarının Yapısal Dİnamİğİ

Gaz ve buhar türbinlerinde hasara yol açan en önemli etkenlerden biri yorulmadır ve bu hasar tipi türbin kanatlarında meydana gelen mekanik titreşimlerin sebep olduğu, salınımlı yüksek gerilmelerden kaynaklanmaktadır. Bu sebeple yüksek genlikli titreşimlerin azaltılması uzun ömürlü türbin tasarımları için en önemli gerekliliklerdendir. Bu amaç doğrultusunda en yaygın kullanılan yöntemlerden biri, türbin kanatlarında kasıtlı bir sürtünme teması oluşturarak sistemde enerji sönümü sağlamaktır. Bölümümüzde bu konu çerçevesinde, türbin kanatlı diskler için doğrusal olmayan titreşim analizi ve testleri, belirsizlik analizi ve sistem cevabı değişkenliği, temas modellerinin geliştirilmesi ve doğrulanması üzerine araştırmalar yürütülmektedir. Bununla ilgili olan bir proje de, yakın zamanda TÜBİTAK tarafından kabul edilmiştir ve kısa zaman içerisinde başlayacaktır.

İlgili Projeler:

• “Sürtünme sönümlü türbin kanatlarında benzersiz olmayan kalıntı çekiş kuvvetlerinden kaynaklanan doğrusal olmayan titreşim cevabı değişkenliğinin analizi: Model geliştirme ve deneysel doğrulama" TÜBİTAK 2232-B Uluslararası Genç Araştırmacılar Programı, 2025-2028.

Araştırmacılar: Dr. Öğr. Üyesi Erhan Ferhatoğlu

İlgili Dersler: MAK 306: Makine Teorisi, MAK 310: Sayısal Yöntemler, MAK 441: Mekanik Titreşimler, MAK 541: İleri Makina Titreşimleri.

Doç.Dr. Hüseyin Enes SALMAN, Tübitak 3501 Kariyer

Abdominal aort anevrizması (AAA), aort damarının karın bölgesindeki kısmının anormal genişlemesiyle oluşan ciddi bir kardiyovasküler hastalıktır. Tedavi edilmeyen AAA’ların yırtılma riski bulunmaktadır ve yırtılma durumunda hayati tehlike oluşturur. Normal abdominal aort çapı 2 cm civarındadır. AAA genellikle abdominal aort çapının 3 cm veya daha büyük olması durumunda teşhis edilir. Anevrizma zamanla büyüyerek 9 cm'ye kadar ulaşabilmektedir, ancak çoğu vaka 5-6 cm civarında tespit edilmektedir.

Günümüz klinik uygulamalarında AAA çapı 5,5 cm olduğunda yüksek riskli kabul edilmekte ve cerrahi müdahale önerilmektedir. Bununla birlikte, çap tek başına yırtılma riskini belirlemek için yeterli değildir. Hızlı büyüyen anevrizmalar (>1 cm/yıl), düzensiz şekilli yapılar veya duvar gerilimi yüksek olan vakalar daha yüksek yırtılma riski taşımaktadır. Bazı vakalarda 3 cm çapında yırtılma görülebilirken, nadiren 9 cm çapına ulaşmasına rağmen yırtılmayan AAA’lar da gözlemlenmektedir.

Bu nedenle, yırtılma riskini daha doğru tahmin edebilmek ve uygun tedavi planlaması yapabilmek için mühendislik ve modelleme çalışmaları büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmalar, anevrizma duvarındaki stres dağılımını inceleyerek yırtılmanın gerçekleşebileceği riskli bölgelerin belirlenmesine yardımcı olmaktadır.