Metalik köpüklerin üretimi ve mekanik özelliklerinin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Production of metallic foams and analysis of the mechanical properties using by finite element method
Yazar: ŞEVKET KAYIŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUNUS ONUR YILDIZ
Sinop Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Metalik köpük = Metallic foam

Özet:
Malzeme biliminin güncel gelişmeleri arasında metal köpük malzemeler önemli bir yer tutmaktadır. Metalik köpükler, hafiflikleri ve yüksek mukavemetleri nedeniyle birçok endüstriyel uygulamada kullanılan önemli malzemelerdir. Metalik Köpükler, enerji, ses, radyasyon ve titreşim sönümleme; susturucu, filtrasyon ve ısı eşanjörü gibi çok çeşitli alanlarda farklı amaçlar doğrultusunda kullanılırlar. Çalışmanın ilk bölümünde, metalik köpüklerin üretim yöntemleri ve köpürtme ajanlarının etkisi üzerine yapılan literatür taraması yapılmıştır. Bu tarama, farklı metal alaşımlarının köpürtme sürecinde kullanılan ajanlarla birlikte nasıl davrandığını ve elde edilen köpüklerin fiziksel özelliklerini açıklar. İkinci bölümde, sonlu elemanlar yöntemi ve analiz için kullanılan matematiksel modeller anlatılmaktadır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanarak metalik köpüklerin davranışını analizinde kullanılan malzeme modeli ve buna ait denklemler tanımlanmaktadır. Üçüncü bölümde, belirlenen bir model için sonlu elemanlar analizi sonuçları sunulmaktadır. Metalik köpüklerin basma yüklemesi altında şekil değiştirme gerilme, deformasyon gibi mekanik özellikleri analiz edilmiştir. Bu analizler, farklı yükleme hızlarına sahip metalik köpük yapılarının davranışını incelemektedir. Son bölümde, çalışmanın sonuçları ve elde edilen bulgular özetlenmektedir. Sonuçlar, metalik köpüklerin üretimi ve mekanik özelliklerinin sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilebileceğini araştırılıp, sonlu elemanlar yöntemiyle yapılan analizlerin tasarım süreçlerinde ve malzeme seçiminde kullanılabilmesini hedeflenmektedir.

Abstract:
Metal foam materials have an important place among the current developments of materials science. Metallic foams are important materials used in many industrial applications due to their light weight and high strength. Metallic foams are used for different purposes in a wide variety of fields such as energy, sound, radiation and vibration damping; silencers, filtration and heat exchangers. In the first part of the study, a literature review on the production methods of metallic foams and the effect of foaming agents was carried out. This review explains how different metal alloys behave together with the agents used in the foaming process and the physical properties of the foams obtained. In the second part, the finite element method and the mathematical models used for the analysis are described. The material model and its equations used to analyse the behaviour of metallic foams using the finite element method are described. In the third section, the results of the finite element analysis for a given model are presented. The mechanical properties of metallic foams such as strain stress and deformation under compression loading are analysed. These analyses investigate the behaviour of metallic foam structures with different loading rates. In the last section, the results of the study and the findings are summarised. The results aim to investigate that the production and mechanical properties of metallic foams can be analysed by finite element method and the analyses performed by finite element method can be used in design processes and material selection.