3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu

ÖZKAN, MURAT TOLGA; TOKTAS, IHSAN; ÇETİNDAĞ, Hüseyin Alp

3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu

Hüseyin Alp ÇETİNDAĞ, (Institute of Natural andAppliedSciences, Yıldırım Beyazıt University, Ankara, Turkey)

İhsan TOKTAŞ, (Yıldırım Beyazıt University, MechanicalEngineeringDepartment 06020 Keçiören, Ankara, Turkey)

Murat Tolga ÖZKAN (Gazi UniversityFaculty of Technology, Industrial Design EngineeringDepartment, 06500 Ankara, Turkey)

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

1 0

Yıl: 2017 Cilt: 5 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 466 - 476 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu

Öz:

Bu çalışmada, farklı kesit geometri şekillerine sahip fakat eşit kesit alanlarında ve boylarında, yani eşit miktarda filament kullanımı ile 3 boyutlu baskısı yapılacak ankastre kirişlerin eğilme mukavemeti bakımından dayanıklılık esaslı bir sıralanmasının yapılması hedeflenmiştir. Böylelikle, hızlı modellemede ve plastik parçaların üretiminde sıkça kullanılan filament miktarı, üretim zamanı ve harcanan enerjiden bağımsız olarak, tasarımlar arasında performansa göre bir sıralama yapılmıştır. Modellenen ankastre kirişlerin uzunluğu ve uygulanan eğilme momentleri sabit tutulmuş, içi dolu temel kesit geometri biçimleri (çember, dikdörtgen, eşkenar üçgen, paralel kenar, elips ve köşeleri yuvarlatılmış dikdörtgen) değişken olarak alınmıştır. 6 kesit geometrisine, 101 kesit alanına ve 4 farklı malzemeye bağlı olarak toplam 2424 adet ankastre kiriş tasarım alternatifi oluşturulmuştur. Bu tasarım alternatifleri, önce matematiksel olarak modellenmiş, sonra Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) ve Regresyon Analizi (RA) ile test edilmiştir. Tüm modellerin istatiksel analizleri yapılarak karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, en düşükten büyüğe doğru gerilmelere ve deformasyonlara uğrayan kesit geometrisi biçimleri sıralanmıştır

Anahtar Kelime:

Optimization Of Cross Sectional Geometry of 3d Printed Beams According To Pure Bending Strength withthe Same Amount of Filament

Öz:

In this study, it was aimed to sort 3D printed beams that will be produced with the same amount of filament according to bending strength. Thus a ranking was performed due to performance of the design points independently form the production time, energy consumption and amount of filament which is frequently used at rapid prototyping and manufacturing of plastic parts. Length of the modelled beams and the applied moments were kept constant, cross sectional geometries (circle, rectangle, equilateral triangle, rhomboid, ellipse and rounded rectangle) were taken as variables. Totally 2424 design alternatives of beams were created depending on 6 cross sectional geometries, 101 cross sectional areas and 4 different materials. These design alternatives were mathematically modelled and then they were tested with Finite Element Analysis (FEA) and Regression Analysis (RA). Models were compared to each other statistically. At the end of the analyses, cross sectional geometries were ascendingly sorted with respect to stress values and deformations

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Biggins P, Hiltz J, Kusterbeck A. Bio-inspriedMaterialsandSensingSystems. Cambridge: RSC Pub; 2011.
[2] Milovanovi? J, Trajanovi? M. Medıcalapplications of rapidprototyping. MechanicalEngineering 2007; 5:79 - 85.
[3] Gibson I. Advanced ManufacturingTechnologyforMedical Applications: ReverseEngineering. Software Conversion andRapidPrototyping. West Sussex:JohnWiley&Sons; 2005.
[4] SubhransuMohapatra, PrasadDasappaNumericalPrediction of StiffnessandStrength of a HighlyComplexTopologyOptimizedThermoplasticPartdesignedfor 3D Printing SPE ANTEC(TM) Indianapolis 2016.
[5] LarsKrog, A. T. Application of Topology, SizingandShapeOptimizationMethodsto Optimal Design of Aircraft Components. Retrievedfrom Altair productdesign 2011.
[6] Baich, Liseli, andGuhaManogharan. "Study of infillprintparameters on mechanicalstrengthandproductioncost-time of 3D printed ABS parts." International Solid FreeformFabricationSymposium, Austin, TX. 2015.
[7] M. Iliescu E. Nu?u, B. Com?nescuAppliedFinite Element MethodSimulation in 3D Printing, InternatıonalJournal Of MathematıcsAndComputersInSımulatıon, Issue 4, Volume 2, 2008, 305-312.
[8] Russell C. Hibbeler, Mechanics Of Materials, PearsonEducationCanada 2011.
[9] M. T. ÖZKAN and İ. TOKTAŞ, "Determination of the stress concentration factor Kt in a rectangular plate with a hole under tensile stress using different methods title ," Materials Testing, vol. 58, no. 10, pp. 839-847, Oct. 2016.
[10] ANSYS Manual.

APA	ÇETİNDAĞ H, TOKTAS I, ÖZKAN M (2017). 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. , 466 - 476.
Chicago	ÇETİNDAĞ Hüseyin Alp,TOKTAS IHSAN,ÖZKAN MURAT TOLGA 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. (2017): 466 - 476.
MLA	ÇETİNDAĞ Hüseyin Alp,TOKTAS IHSAN,ÖZKAN MURAT TOLGA 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. , 2017, ss.466 - 476.
AMA	ÇETİNDAĞ H,TOKTAS I,ÖZKAN M 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. . 2017; 466 - 476.
Vancouver	ÇETİNDAĞ H,TOKTAS I,ÖZKAN M 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. . 2017; 466 - 476.
IEEE	ÇETİNDAĞ H,TOKTAS I,ÖZKAN M "3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu." , ss.466 - 476, 2017.
ISNAD	ÇETİNDAĞ, Hüseyin Alp vd. "3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu". (2017), 466-476.

APA	ÇETİNDAĞ H, TOKTAS I, ÖZKAN M (2017). 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5(2), 466 - 476.
Chicago	ÇETİNDAĞ Hüseyin Alp,TOKTAS IHSAN,ÖZKAN MURAT TOLGA 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 5, no.2 (2017): 466 - 476.
MLA	ÇETİNDAĞ Hüseyin Alp,TOKTAS IHSAN,ÖZKAN MURAT TOLGA 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol.5, no.2, 2017, ss.466 - 476.
AMA	ÇETİNDAĞ H,TOKTAS I,ÖZKAN M 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2017; 5(2): 466 - 476.
Vancouver	ÇETİNDAĞ H,TOKTAS I,ÖZKAN M 3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2017; 5(2): 466 - 476.
IEEE	ÇETİNDAĞ H,TOKTAS I,ÖZKAN M "3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu." Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5, ss.466 - 476, 2017.
ISNAD	ÇETİNDAĞ, Hüseyin Alp vd. "3 Boyutlu Baskısı Yapılacak Ankastre Kirişlerin Eşit Miktarda Filament Kullanımı İle Eğilme Mukavemetine Göre Kesit Geometrisi Optimizasyonu". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 5/2 (2017), 466-476.