Show simple item record

dc.contributor.advisorTaşdemirci, Alper
dc.contributor.advisorGüden, Mustafa
dc.contributor.authorRamyar, Ayda
dc.date.accessioned2020-10-06T08:27:58Z
dc.date.available2020-10-06T08:27:58Z
dc.date.issued2019-12en_US
dc.identifier.citationRamyar, A. (2019). The dynamic mechanical characterization of a bio-inspired sandwich structure. Unpublished master's thesis, İzmir Institute of Technology, İzmir, Turkeyen_US
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11147/9661
dc.descriptionThesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Mechanical Engineering, Izmir, 2019en_US
dc.descriptionIncludes bibliographical references (leaves: 99-106)en_US
dc.descriptionText in English; Abstract: Turkish and Englishen_US
dc.description.abstractIn this study, the sandwich structure consisting of novel-3D-printed-polymeric base core was examined in terms of crashworthiness. The designed core structure for energy absorption purpose is inspired by the geometry of the human fingerprint. The fingerprint geometry is a spiral-shaped, asymmetrical and complex structure; therefore, the manufacturing of the geometry is difficult by conventional manufacturing methods. Fused Deposition Modeling (FDM) which is one of the additive manufacturing (AM) methods was used for fingerprint core preparation by layer by layer production technique with low-density material. After the material characterization of 3D printed thermoplastic specimens, optimum geometric parameters of fingerprint were determined via experimental and numerical studies by changing the height and thickness. The fingerprint performed better crushing performance compared to other conventional geometries. Quasi-static and dynamic crushing experiments were conducted, and the results were verified with models by non-linear finite element code LS-DYNA. The results showed that the energy absorption capacity and peak crushing force of fingerprint geometry increases with strain rate increment. However, the deformation behavior of the structure under dynamic loads changes and the material becomes more brittle. This is caused by the change in deformation mechanism due to AM and material itself. It was found that the 3-D printed core structure is suitable to be employed at low-to-medium strain rates due to its multi-stage deformation behavior. It was observed that the bio-inspired sandwich structure consisting of 4 fingerprint-core can absorb 10% more impact energy than fourfold individual 3-D printed core geometry, which indicates the promising potential of the novel sandwich structure for crashworthiness applications.en_US
dc.description.abstractBu çalışmada, 3 boyutlu (3D) yazıcıda üretilmiş özgün çekirdek yapısı içeren sandviç yapının enerji emme niteliği incelenmiştir. Sandviç yapılarda çekirdek, enerji emilimini üstlendiği için yenilikçi çekirdek tasarımı oldukça önem taşımaktadır. Çalışmada enerji emme performansını iyileştirme amacıyla kullanılan çekirdek yapısı insan parmak izinden esinlenerek tasarlanmıştır. İnsan parmak izi geometrik olarak spiral, asimetrik ve kompleks bir yapıya sahip olduğu için bu geometrinin üretimi geleneksel üretim metotları ile zor ve zaman alıcıdır. Eklemeli üretim metotları geniş üretim olanakları sunmaktadır. Bu çalışmada eklemeli üretim metotlarından biri olan FDM, parmak izi çekirdek yapısının katmanlı üretim tekniği ile üretilmesinde kullanılmıştır. 3D ile üretilmiş termoplastik numunelerinin malzeme karakterizasyonu yapıldıktan sonra parmak izinin optimum geometrik parametreleri, yükseklik ve kalınlık değerleri değiştirilerek deneysel ve nümerik çalışmalarla belirlenmiştir. Ayrıca parmak izi geometrisinin, geleneksel yapılara göre daha iyi enerji emme performansı gösterdiği saptanmıştır. Statik ve dinamik ezilme deneylerinden elde edilen sonuçlar, LS-DYNA sonlu elemanlar analiz programında modellenerek sonuçlar doğrulanmıştır. Bu sonuçlar, parmak izi geometrisinin enerji emme kapasitesinin ve ilk pik kuvvet değerinin deformasyon hızının artmasıyla birlikte arttığını göstermiştir. Buna karşılık, yapının dinamik yükler altındaki deformasyon davranışının değiştiği ve daha kırılgan hale geldiği gözlemlenmiştir. Bunun nedeninin seçilen üretim yöntemi ve bu yöntemde kullanılan malzeme olduğu gözlemlenmiştir. Deformasyon hızına bağlı değişen deformasyon karakteristiği incelendiğinde yapının düşük-orta deformasyon hızlarında daha iyi çalışabileceği saptanmıştır. Dörtlü parmak izi geometrisinden oluşan çekirdek yapı ihtiva eden sandviç yapının, parmak izinin tekli ezilme davranışının 4 katından %10 daha fazla enerji emme özelliğine sahip olduğu gözlemlenmiştir.en_US
dc.format.extentxiv, 106 leavesen_US
dc.language.isoengen_US
dc.publisherIzmir Institute of Technologyen_US
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen_US
dc.subjectBio-inspired structuresen_US
dc.subjectSandwich structureen_US
dc.subjectFused deposition modelingen_US
dc.subjectDynamic characterizationen_US
dc.titleThe dynamic mechanical characterization of a bio-inspired sandwich structureen_US
dc.title.alternativeBiyobenzetim tabanlı sandviç yapının dinamik mekanik karakterizasyonuen_US
dc.typemasterThesisen_US
dc.contributor.departmentIzmir Institute of Technology. Mechanical Engineeringen_US
dc.relation.publicationcategoryTezen_US


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record