Genel kütle azaltımı ve yapısal verimlilik için ağaç işleme makinesi parçalarının topoloji optimizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: RAMSON SAMPI LONTSI
Danışman: Celalettin Yüce
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma, üçlü dairesel testereli bir ağaç işleme makinesinin yedi kritik bileşeninde (testere montaj plakası, giriş/çıkış taban plakaları, motor destek plakaları, makaralı besleme kızağı ve şase grubu) genel kütle azaltımı ve yapısal verimlilik artışı sağlamak amacıyla topoloji, boyut ve şekil optimizasyon tekniklerini entegre şekilde uygulamıştır. Geleneksel tasarımlardaki aşırı malzeme kullanımından kaynaklanan enerji kayıpları, maliyet artışı ve dinamik performans sınırlamalarını çözmek için, SolidWorks ile modellenen bileşenler HyperMesh OptiStruct yazılımında analiz edilmiştir. Statik yapısal analiz, modal analiz ve doğrudan frekans tepkisi simülasyonlarıyla orijinal tasarımların gerilme dağılımı, deformasyon ve titreşim davranışları incelenmiş; topoloji optimizasyonunda SIMP yöntemiyle %40 hacim fraksiyonu sınırı uygulanmış, boyut optimizasyonunda sac kalınlıkları 8-10 mm aralığında optimize edilmiş, şekil optimizasyonunda ise genetik algoritma tabanlı çok amaçlı optimizasyonla geometrik iyileştirmeler yapılmıştır. Sonuç olarak, testere montaj plakasında %58 kütle azaltımı sağlanırken gerilme değerleri ST-37 çeliğinin akma sınırının %80 altında tutulmuş, motor destek plakasında alüminyum kullanımıyla %41 hafifletme ve 71 MPa gerilme seviyesi elde edilmiştir. Makinenin toplam ağırlığı 550 kg'dan 378 kg'a (%31,2) düşürülmüş, yük kapasitesi 1500 kg'dan 1150 kg'a indirilerek enerji tüketiminde %15-20 iyileşme potansiyeli sağlanmıştır. Dinamik performansta, motor destek plakası (76 Hz) ve makaralı besleme kızağı (110 Hz) rezonans riskinden arındırılırken, testere montaj plakası (32.6 Hz) ve taban plakaları (14.6-58.9 Hz) gibi bileşenlerde gözlemlenen operasyonel frekans banttaki (25-50 Hz) riskler, gelecek çalışmalarda lokal sertleştirici ilaveleri ve kalınlık optimizasyonuyla çözülecektir. Üretilebilirlik odaklı kısıtlar endüstriyel uygulanabilirliği doğrulamıştır.