DERGİDEN
Değerli Okuyucularımız,
FİGES İLERİ MÜHENDİSLİK
VE ARGE TEKNOLOJİLERİ
DERGİSİ
2014-1 / Sayı: 4
(Ocak-Şubat-Mart 2014)
ISSN: 2147-9550
FİGES A.Ş. Adına Sahibi
Yönetim Kurulu Başkanı
Dr. Tarık Öğüt
Sorumlu Yazı İşleri Müdürü
Ali Özgür Emekli
[email protected]
Yönetim Yeri
FİGES A.Ş.
Ulutek Teknoloji
Geliştirme Bölgesi,
Uludağ Üniversitesi
Görükle Kampüsü,
16059 Nilüfer Bursa
Daha dün ilk sayıyı çıkartmanın heyecanını
yaşıyorduk; şimdi ise ARGE Dergisi olarak 4.
sayımızı ve dolayısıyla ilk yılımızı kutluyoruz.
Bu noktaya ulaşabilmemizde emeği geçen tüm
ekip arkadaşlarıma; dergimize teknik makale
ve söyleşileriyle katkıda bulunan paydaşlarımıza; yayıncılık maceramızda engin tecrübelerinden yararlandığımız MSI Dergisi ekibine
en içten teşekkürlerimi sunuyorum.
Derginin fikir babası, kurucusu ve sahibi
Dr. Tarık Öğüt’e ise geniş bir uzak görüşlülükle böyle bir çalışmayı başlattığı ve desteğini yoğun biçimde sürdürdüğü
için, özel olarak teşekkür etmek istiyorum. Dr. Tarık Öğüt olmadan böyle
bir iş başarılamazdı.
Bu sayıda, önceki sayılarımıza göre daha geniş bir içerikle karşınızdayız. Dergimize verdikleri söyleşileriyle katkıda bulunan SSM Sanayileşme Daire Başkanı Bilal Aktaş’a ve DEARSAN Tersanesi Yönetim Kurulu Başkanı Taner
Akkaya’ya da ayrıca teşekkür ederim. Makaleler tarafında ise bu sayıda oldukça geniş bir yazar listemiz oldu, o nedenle hepsinin ismini ayrı ayrı anamıyorum; lütfen bahanemi kabul etsinler. Bu anlamda, FNSS’den Caner
Taşan ve ekibine; İZELTAŞ’tan Yiğit Erçaylan ve ekibine; KALE OTO
RADYATÖR’den Zeki Tosun ve ekibine; KALE KİLİT’ten Kadir İçibal’a
ve FİGES’ten Yrd. Doç. Dr. Deniz Bölükbaş’a, şahsım ve ARGE Dergisi
adına teşekkür ederim.
Son olarak, FİGES’teki ve dolayısıyla dergideki çalışma hayatımı noktaladığım haberini sizlerle paylaşmak istiyorum. ARGE Dergisi’ne, yayın hayatında
başarılar diliyorum.
Gelecekte yine görüşmek üzere...
Hoşçakalın!
Ali Özgür Emekli
Pazarlama Direktörü
FİGES A.Ş.
Telefon : +90 224 280 8525
Faks : +90 224 280 8532
www.figes.com.tr
TEKNİK HİZMETLER
Yayına Hazırlama ve Tasarım
UMSA Prodüksiyon Ltd. Şti.
Telefon: +90 312 225 4173
1
Dergiden
2
FİGES’ten Haberler ve
Yaklaşan Etkinlikler
Tasarımı ve Mekanik
Analizi
4
SÖYLEŞİ: Bilal AKTAŞ
Sanayileşmede Hedef:
Derinleşme ve Tabana
Yayılma
26 Güneş Enerjili Su Isıtma
Basım Yeri
Ada Ofset Matbaacılık San.
ve Tic. Ltd. Şti.
Litros Yolu 2. Matbaacılar Sitesi
E Blok No: ZE-2 Kat:1
Topkapı / İSTANBUL
Telefon: +90 212 567 1242
Matbaa Sahibi: Kemal Kabaoğlu
Yayın Türü
Yerel Süreli Türkçe İngilizce
Bilimsel Yayın
3 ayda bir yayımlanır.
8
8x8 Askeri Kara Aracı
Gövde-Silah Kulesi Uyumunun
Sağlanması Amacıyla
Modal Analiz ve Doğrulaması
Pars 8x8’de Modal Analiz
Dergide Yayımlanan Yazı, Fotoğraf,
Harita, İllüstrasyon ve Konuların Her Hakkı
Saklıdır. Kaynak Gösterilmek şartıyla
Alıntı Yapılabilir. Yayınlanan Eserlerin
Sorumluluğu Eser Sahiplerine Aittir.
12 SÖYLEŞİ: Taner AKKAYA
Tasarımdan ve
Mühendislikten
Tasarruf Olmaz
Aksi belirtilmedikçe tüm görseller:
© ANSYS, MATHWORKS ve FİGES
18 Elektromanyetik
Uyumluluk ve
Girişim Analizleri
Para ile satılmaz
22 Ayarlı Montaj Anahtarının
Fark Yaratan
Malzeme Tasarrufu
Sistemlerinde Rüzgâr
Direncinin FSI Analizi ile
Araştırılması
Simülasyon Rüzgâra
Karşı
31 Sonlu Elemanlar Yöntemi
ile Kilit Silindir Destek
Parçası Dizaynı
Hırsızların İşi
Daha Zor
34 Simülasyon Analiz
Metodu ile Araç İçi
Isıtma Kaloriferi
Geliştirme Çalışmaları
ARGE DERGİSİ 1
HABERLER I FİGES’ten
Değerli Okuyucularımız,
Değerli Müşterilerimiz,
D
ergimizin 4. sayısını yayına hazırlarken
sizlerden olumlu ve cesaret verici geri bildirimler almaya devam ediyor olmak hepimizi memnun ediyor. Bizlere e-posta, telefon vb.
yollar ile ulaşıp görüş ve önerilerini, olumlu yönlerimizi, eksiklerimizi ve geliştirmeye açık yönlerimizi bildiren herkese çok teşekkür ediyorum.
Amacımız; dergimizi okunabilir nitelikli bir
ARGE dergisi hâline getirmek. Kendimizi geliştirmemize vesile olacak görüş ve önerilerinizi bize iletmenizden ve dahası
çalışmalarınızı tanıtma yönünde sizlerle çalışmaktan gurur duyarız.
Dergimizin bu sayısında, hem FİGES bünyesindeki çalışmalardan bazı
örnekler hem de farklı sektörlerdeki kuruluşlarımızın yürütmüş olduğu
çalışmalar, yine teknik makale olarak yer alıyor.
Dergimiz aracılığı ile sizlere, bünyemizdeki farklı uzmanlık alanlarından
ve ARGE birimlerinden bilgi vermeye çalışacağımızı önceki sayılarımızda
belirtmiş; Elektromanyetik Tasarım ve Analizler ekibimiz ile Mekatronik
ve Sistem Modelleme ekibimizi tanıtmıştım. Bu sayımızda, “Mekanik
Tasarım ve Prototip İmalatı” ekibimizden size bahsetmek istiyorum. Ekibimiz, Dr. Can Alpdoğan’ın yönetiminde çalışmalarını sürdürüyor; mekanik sistem tasarımı, test ve ölçüm sistemleri tasarımı ve prototip
imalatı gibi alanlarda hizmet veriyor. FİGES olarak, Ankara Ostim’deki
atölyemizde yürüttüğümüz mekanik tasarım ve prototip imalatı; diğer
bir deyişle anahtar teslim çözümler olarak adlandırdığımız çalışmalarımız, büyük bir ivme ile gelişiyor. Bugüne kadar savunma sektörü ağırlıklı olarak gelişen projeler kapsamında ASELSAN, ROKETSAN ve
TÜBİTAK SAGE ile olumlu yönde gelişen çalışmalar gerçekleştiriyoruz.
Savunma, havacılık, otomotiv, biyomedikal ve beyaz eşya sektörlerinde
hizmet vermeyi sürdürüyoruz.
Teknik eğitim programlarımızı detaylandırıp genişletmeye devam ediyoruz. Geçen yıl TAYSAD bünyesinde yürüttüğümüz, “Yapısal Analiz
Mühendisi Yetiştirme Sertifika Programı”nı başarı ile tamamladık. Programa, endüstriden önemli ilgi ve katılım oldu. Bu programı, ülkemizin
diğer sektörlerinde yer alan öncü firmalarımıza özel olarak tekrarlamayı
da planlıyoruz. Benzer bir eğitim programı olarak, “Akustik ve Ses Bilgisine Giriş”i, yakın zamanda ve yine TAYSAD bünyesinde, başarılı bir
şekilde gerçekleştirdik. Uzmanlık alanlarına ve özellikle ileri mühendislik analizleri alanında yetiştirme programlarına önem vermek; bu konuda ilgili sanayilerimizin ihtiyacı doğrultusunda, nitelikli ve uzman
insan kaynağı yetiştirilmesine katkıda bulunmak istiyoruz. Bu yöndeki
çalışmalarımız, artarak devam edecek.
Geri bildirimleriniz ışığında, ARGE Dergisi’ni, sizler için daha ilgi çekici
hâle getirmeye ve geliştirmeye devam edeceğiz.
Bu sayımızın ve içeriğinin, beklentilerinize cevap vermesi ümidi ile başarılı ARGE çalışmaları diliyorum.
Saygılarımla,
Dr. Şadi Kopuz
Genel Müdür
2 www.figes.com.tr
“Design and Simulation
of Communication
and Radar Systems”
Seminerleri
FİGES, yurt dışından gelecek
konuk konuşmacı ile birlikte,
radar sistemleri ve sinyal işleme
konularında, 25 Şubat’ta Ankara
ve 27 Şubat’ta İstanbul’da
etkinlikler gerçekleştirecek.
Seminerlerin detaylı içeriklerine
FİGES web sayfasından
ulaşabilirsiniz:
www.figes.com.tr/seminer
ANSYS Uygulamaları ve
ANSYS 15.0 Yenilikleri
25 Şubat’ta İstanbul, 27 Şubat’ta
Ankara, 4 Mart’ta İzmir ve 6 Mart’ta
Bursa olmak üzere, dört ayrı şehirde,
“ANSYS Uygulamaları ve
ANSYS 15.0 Yenilikleri” konulu
seminerler dizisi gerçekleştirilecek.
Detaylı bilgiler FİGES
web sitesinde yer alıyor.
Bilgi Üniversitesi ve
FİGES İş Birliği ile Elektrik
Piyasasında Modelleme ve
Simülasyon Uygulamaları
Semineri
Bilgi Üniversitesi ve FİGES
iş birliği ile 27 Ocak’ta,
İstanbul’da gerçekleştirilen,
“Elektrik Piyasasında
Modelleme ve Simülasyon
Uygulamaları” isimli finansal
modelleme semineri,
Türkiye’nin ilk elektrik
santralinde gerçekleştirildi.
Bilgi Üniversitesi Santral
İstanbul Kampüsü Enerji
Müzesi’nde düzenlenen
Yaklaşan Etkinlikler
FİGES, 2014 yılında da yoğun bir etkinlik programıyla karşınızda olacak. Bu bölümde, şu ana kadar
planlanmış etkinliklerden öne çıkanları sunuyoruz. Etkinliklere ilişkin gelişmeleri FİGES’in web
sitesinden, e-posta duyuru listesine üye olarak veya sosyal medya sayfalarından takip edebilirsiniz.
FİGES Teknik Eğitimler
FİGES, teknik eğitimler
kapsamında TAYSAD
bünyesinde çeşitli uzmanlık
alanlarında eğitimler
gerçekleştirilecek. Eğitimlere,
TAYSAD üyeleri dışından
ve tüm sektörlerden katılım da
mümkün:
n Akustiğin Temelleri ve
Endüstriyel Gürültü
Kontrolüne Giriş, 8 Şubat.
n Taşıt Aerodinamiği, 8 Mart.
n Çarpışma Analizlerine Giriş
(Explicit / Crash), 4-5 Nisan.
n Metal Dövme Analizleri,
2-3 Mayıs.
n Araçlar İçin Döner ve
Lineer Elektrik Motor
Tasarımı ve Analizleri,
6-7 Haziran.
DIMDEX 2014
FİGES, 25-27 Mart tarihlerinde,
Katar’da gerçekleşecek
DIMDEX 2014 (Doha
International Maritime Defence
Exhibition & Conference)
fuarına, ODTÜ
Teknokent-TSSK şemsiyesi
altında stant açarak katılım
sağlayacak.
18. Bilgisayar Destekli
Mühendislik ve Sistem
Modelleme Konferansı
Bu yıl da FİGES’in tüm ilgili
sektör temsilcilerini davet ettiği,
“18. Bilgisayar Destekli
Mühendislik ve Sistem
Modelleme Konferansı”
18 Nisan’da, İstanbul’da
gerçekleştirilecek.
Berlin Air Show ILA 2014
FİGES, 20-25 Mayıs tarihleri
arasında, Berlin’de
gerçekleştirilecek Berlin Air
Show / ILA fuarına, stant
alanı ile katılım sağlayacak.
7. Otomotiv
Teknolojileri
Kongresi
FİGES,
26-27 Mayıs’ta,
Bursa’da
gerçekleştirilecek
“7. Otomotiv
Teknolojileri
Kongresi
(OTEKON)”nde,
hem teknik makale sunumları
hem de sergi alanıyla
yer alacak.
SAVTEK 2014
FİGES, 25-27 2014 Ankara’da
gerçekleştirilecek olan 7. Savunma
Teknolojileri Kongresi
(SAVTEK 2014)’nde sponsor
olarak yer alacak.
Denizcilikte ARGE
ve İleri Mühendislik
FİGES, 4 Temmuz’da,
“Denizcilikte ARGE ve
İleri Mühendislik” etkinliğinin
ikincisini gerçekleştirecek ve
yine tüm sektörü bu platformda
bir arada toplayacak.
ADEX 2014
FİGES, 11-13 Eylül tarihlerinde
Azerbaycan’da gerçekleştirilecek
olan ADEX 2014 fuarında,
stant alanı ile yer alacak.
Yapısal Analiz Mühendisliği
Sertifika Programı
TAYSAD-FİGES iş birliği ile
düzenlenen “Yapısal Analiz
Mühendisliği Sertifika
Programı”, Ekim-Kasım
aylarında gerçekleştirilecek.
FİGES 2014’e Giriş Toplantısı
Her yılbaşında olduğu gibi, bu yıl da tüm FİGES çalışanları, FİGES 2014’e
Giriş Toplantısı’nda bir araya geldi. 6 Ocak tarihinde, İstanbul’da, Divan
İstanbul Asya Hotel’de gerçekleştirilen toplantıda, geride bırakılan yıl ile
ilgili değerlendirmeler yapılırken, 2014’e ilişkin vizyon ve hedefler paylaşıldı.
FİGES’in dört farklı şehirdeki ofislerinde görev yapan 90’dan fazla FİGES
çalışanı, bu toplantı ile biraz daha kaynaştılar ve 2014 yılında daha da iyi
işlere imza atmak üzere motivasyonlarını güçlendirdiler.
etkinlikte, Elektrik Fiyatı
Tahmin Modelleri, Elektrik
Fiyatı Simülasyonları ve
“Cash Flow at Risk”
hesaplamaları konuları,
değerli uzman akademisyenler
tarafından ele alındı.
ARGE DERGİSİ 3
Sanayileşmede
Hedef: Derinleşme
ve Tabana Yayılma
© MSI Dergisi
SÖYLEŞİ I Savunma
Savunma Sanayii Müsteşarlığı (SSM)’nin
“Modern savunma sanayiinin geliştirilmesi”
görevinin başlıca uygulayıcısı konumundaki
SSM Sanayileşme Dairesi’nin Başkanı Bilal Aktaş
ile savunma sanayisinin mevcut durumunu ve
ilerleyen dönem ile ilgili öngörülerini konuştuk.
ARGE Dergisi: Kendinizi ve yöneticisi
olduğunuz SSM Sanayileşme
Dairesi’ni kısaca tanıtabilir misiniz?
Bilal AKTAŞ: Zonguldak Karaelmas Üniversitesi'ndeki Araştırma
Görevlisi kadrosunu bırakarak 1998
yılında katıldığım SSM ailesindeki
ilk görev yerim, Offset Şubesi idi.
Daha sonra, görev tanımındaki değişiklikle Sanayileşme Dairesi altındaki Offset ve Yerli Katkı
Şubesi'nde, yaklaşık 10 yıl boyunca, birçok projenin offset ve
yerli katkı tekliflerinin değerlendirilmesi ve sanayi katılımı / offset
(SK/O) sözleşmelerinin yürütülmesinde görev yaptım. 2007-2012
yılları arasında, roket ve füze sistemlerinin tedarik ve geliştirilmesine yönelik projelerde, uzman ve
proje müdürü olarak çalıştım.
Halen, 2012 yılı Ocak ayında devraldığım Sanayileşme Daire Başkanlığı görevini yürütüyorum.
Sanayileşme Daire Başkanlığı’nda
Havacılık ve Uzay, Makina ve
Gemi İnşaat, Elektronik ve Yazılım
ile Sektörel Strateji Yatırım ve
Planlama Müdürlüğü olmak üzere,
dört ihtisas müdürlüğü bulunuyor.
Sanayileşme Dairesi’nin iki temel
görevi ise “Sanayi Katılımı / Offset
Yönetimi” ve “Sektör Stratejik Yönetimi”dir. Sürdürülebilir ve reka4 www.figes.com.tr
betçi bir savunma sanayisinin mimarı olmak isteyen Müsteşarlığımız,
tasarım ve ihracata dönük yeni yüzünü, 2012-2016 Stratejik Planı’nda
önemli görevler verdiği Sanayileşme Daire Başkanlığımız ile geliştirmeye çalışıyor.
ARGE Dergisi: Ülkemizde
savunma sanayi büyük atılımlar
yaparak tedariğinin %50’den fazlasını
yurtiçinden yapar hale geldi. Türk
Savunma Sanayisi’nin bu büyük
başarısının altında yatan etmenler
iyi tespit edildiğinde, ülkemizdeki
diğer sektörlere daha iyi örnek
olunabilir diye düşünüyoruz.
SSM’nin liderliğiyle gerçekleşen
bu başarı, acaba savunma sanayi
dışında diğer sektörlerimize de
uygulanabilir mi? Varsa bu yönde
çalışmalar hakkında bilgi
paylaşabilir misiniz?
Bilal AKTAŞ: 2000’li yılların
başından beri yerli savunma sanayisinde yaşanan gelişmeler, kamuoyunun dikkatini çekiyor. SSM’nin
yürütmekte olduğu offset uygulamalarının da sanayileşme faaliyetlerine
sağladığı katkılar çerçevesinde, yakından takip edildiğini söylemek
mümkün. Dünyada çoğunlukla askeri alımlarda görülen offset uygulamaları; sanayi katılımı ya da
endüstriyel iş birliği gibi adlar altında, birçok ülke tarafından ülkelerin sanayilerinin gelişimini
sağlamak amacıyla sivil kamu alımlarında da uygulanıyor. Özellikle,
yüksek bedelli kamu harcamaları
olan sivil uçak, enerji santrali, hızlı
tren ve metro alımlarında oldukça
yaygın bir uygulama alanı bulunuyor. Bu alanlarda yerli katkı ya da
offset talep etmemek ise sadece satıcı ülkenin firmasını değil aynı za-
© SSM
manda o sisteme ürün sağlayan
diğer ülkelerin ekonomilerinin de
desteklenmesi anlamına geliyor.
2011-2023 yılları arasında Türkiye’de yapılacak tahmini harcamaların yaklaşık olarak;
n Haberleşmede 210 milyar dolar,
n Bilgi teknolojilerinde
70 milyar dolar,
n Ulaştırmada 90 milyar dolar,
n Enerjide 95 milyar dolar,
n Sağlıkta 135 milyar dolar,
toplamda da 600 milyar dolar civarında olacağı tahmin ediliyor. Diğer
kamu alımlarında da SSM'nin uyguladığı yerlileşme stratejilerinin
uygulanması durumunda, ilgili sektörlerde de yerli ürün veya yerli katkısı yüksek ürünlerin kullanımının
artmasıyla yurt içinde oluşturulan
katma değer de artacaktır. Yurt dışı
kaynaklı kamu alımlarında %50
oranında SK/O uygulanması durumunda, ilgili sektörlerde yüksek teknolojiye dayalı bir üretim altyapısı
ve nitelikli ürünlerin yurt dışına ih-
racatı sağlanabilir. Böylece, 10 yıl
boyunca sanayi katılımı, ihracat ve
teknolojik iş birliği yoluyla ülke
ekonomisine sağlanabilecek katkı,
yılda yaklaşık 30 milyar doları bulabilir.
Müsteşarlığımızın bu yöndeki tecrübe ve birikimleri, son zamanlarda
artan bir sıklıkta başta Sağlık Bakanlığı, Maliye Bakanlığı, Bilim,
Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı ve
Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı
olmak üzere, kamu kurumları ve sanayi odaları ile paylaşılıyor.
ARGE Dergisi: Savunma
sanayisinde, sanayinin bir plan
dâhilinde organize edildiği gözlemleniyor.
ASELSAN, ROKETSAN ve TUSAŞ
gibi büyük firmaların yanında,
orta ölçekli firmalar ve ardından
çoğunlukla teknoparklarda yer alan
ve daha çekirdek bir kadro ile
iş yapan firmalar görüyoruz.
Acaba sanayimizin yapılanmasında
nasıl bir strateji uygulanıyor?
Bilal AKTAŞ: Müsteşarlığımızın
sanayileşme stratejisi, dört ana
unsur etrafında şekilleniyor. Bunlar
“Sanayide Derinlik”, “Teknolojik
Yetkinlik”, “İhracat” ve “Lojistik
Destek” olarak sıralanıyor. Sanayi
derinliği, sürdürülebilirlik açısından
en önemli unsurlardan belki de birincisidir. Derinlik deyince, yan sanayi ve KOBİ’lerin savunma
sanayisine olan ilgisinin gün geçtikçe arttığı görülüyor. 2011 SK/O
yönergesiyle de KOBİ payı asgari
%30’a yükseltilerek sanayileşmede
derinliğin sağlanması amaçlanıyor.
Teknolojik yetkinlik ise teknolojiye sahip olmak ve elbette teknoloji süreçlerini yönetebilmektir.
Bugün gelinen noktada ortaya
konan ana sistemleri destekleyen
alt sistemler ve hatta komponent
tasarımlarında malzeme ve fizik seviyesinde araştırma ve geliştirmeler, sanayimiz, araştırma kurumları
ve üniversitelerimiz tarafından gerçekleştiriliyor.
ARGE DERGİSİ 5
SÖYLEŞİ I Savunma
© MSI Dergisi
© SSM
KOBİ’ler artık uluslararası
fuarlarda da boy gösteriyor.
Fotoğrafta, OSSA liderliğinde
IDEX’13 fuarına katılan
KOBİ’lerin stantları
görülüyor.
Gerçekleştireceği
faaliyetler için Stratejik
Planlarını ve Sektörel
Strateji Dokümanı’nı
oluşturan Müsteşarlığımız,
2012-2016 dönemiyle
birlikte “teknolojik
üstünlük” anlayışına
geçti ve hedeflerini;
sürdürülebilir sanayi,
teknolojik yetkinlik,
program yönetimine
geçiş ve değer yaratandeğer gören çalışanlar
olarak belirledi.
Talep edilen maliyet, takvim ve
teknik isterler çerçevesinde hayata
geçirilen projelerde en hayati konulardan birisi de “Tedarik Lojistiği”
yaklaşımını esas alarak, tasarımdan
başlayan ömür döngüsü içinde maliyet etkin bir desteklenebilirlik yaratmak olarak öne çıkıyor. Buradaki
Özellikle, yüksek bedelli kamu harcamaları
olan sivil uçak alımlarında offset, dünya
genelinde sıklıkla uygulanıyor.
6 www.figes.com.tr
amaç; hem sistemlerin Türk Silahlı
Kuvvetleri (TSK) tarafından maliyet etkin şekilde kullanılmasının
sağlanması hem de lojistik destek
noktasında, sanayimiz için bir ekonomik hacim yaratılmasıdır. Etkin
bir lojistik destek altyapısının temeli, yine teknolojik yetkinliğe
sahip, derinlikli bir savunma sanayisidir.
ARGE Dergisi: Sektörün
derinleştirilmesi konusunda
ne tür çalışmalar yapılıyor?
Bilal AKTAŞ: SSM, sektörde derinliğin sağlanması konusunda çalışmalara ağırlık vererek, hâlihazırda
sektörde yer alan KOBİ ve yan sanayi firmalarının, hem proje yönetimi açısından hem de teknolojik
kabiliyetlerinin geliştirilmesi açısından sektörü yönlendiriyor. Bununla
birlikte, sektörün daha da güçlenebilmesi için teknolojik yetkinliğin
arttırılmasına yönelik tasarım projelerine ve Ar-Ge sistematiğinin geliştirilmesine yönelik çalışmalar
önem kazanıyor. Bu tasarım ve ArGe çalışmalarının sonucu olarak bir
takım kritik teknolojilerin de elde
edilmesiyle birlikte, özgün ürün sayısının ve dolayısıyla sektörün
dünya pazarındaki rekabet yeteneğinin artacağını değerlendiriyorum.
Gerçekleştireceği faaliyetler için
Stratejik Planlarını ve Sektörel
Strateji Dokümanı’nı oluşturan
Müsteşarlığımız, 2012-2016 dönemiyle birlikte “teknolojik üstünlük”
anlayışına geçti ve hedeflerini; sürdürülebilir sanayi, teknolojik yetkinlik, program yönetimine geçiş ve
değer yaratan-değer gören çalışanlar
olarak belirledi. Stratejik Plan çerçevesinde, SSM Sanayileşme Dairesi’ne, “İhtiyaçların yurtiçinden
karşılanma oranını tabana yayılmış
bir tedarik zinciri oluşturarak arttırmak” hedefi kapsamında görevler
düşüyor. Bu hedefe göre amaçlanan;
savunma sanayisi yetenek envanterini güncel tutmak ve kullanıma
sunmak üzere, ana ve yan sanayi
portali oluşturmaktır. Bu sayede potansiyel yerli alt yükleniciler listesi
elde edilecektir.
ARGE Dergisi: Türk
Savunma Sanayisinin dünyadaki
rekabet gücü hakkında neler
söyleyebilirsiniz?
lerimizden de yeterince katkı alabildiğimizi söyleyemeyiz. Diğer taraftan firmalarımızın belirli alanlara
odaklanması ve ihtisaslaşmasında
sıkıntı görülüyor. Bu da uluslararası
pazarda marka yaratmamızı zorlaştırıyor.
ARGE Dergisi: Firmaların
savunma sanayi ekosisteminde
kalıcı olabilmeleri ve geleceklerini
savunma sanayi üzerine
kurabilmeleri konusunda
düşüncelerinizi alabilir miyiz?
Bilal AKTAŞ: Bilindiği üzere, savunma sanayisi sektörü, yüksek düzeyde kalite ve üretim standartları
gerektiren yüksek teknolojilerin
kullanıldığı rekabetçi bir sektördür.
Zaman zaman bütçe kısıntıları ile
karşılaşılsa da mevcudiyeti sürekli
olan bu sektörde yer alan firmaların,
küresel ekonomik krizlerden aşırı
etkilenmediği görülüyor. Sadece
iç pazara odaklı çalışan firmalar
ise sektörde kalıcı olamıyor. Savunma sanayisi sektöründe sürdürülebilirliği sağlamanın en önemli
unsurlarından birisinin,
başta sivil havacılık
olmak üzere, ilgili sektörlerde de yer
alan küresel firmalar ile yakın iş birliği olduğu görülüyor. Bu nedenle
savunma sektöründe kalıcı olmak
isteyen
yan
sanayi
ve
KOBİ’lerimizin, öncelikle kendilerinden beklenen kalite standartlarını yakalama zorunluluğu vardır.
Bu kapsamda, sektördeki ana yüklenici firmalarımız, yardımcı sanayi
firmalarını belirlerken,
n Kurumsal alt yapıya / kalite
sistemine sahip olma,
n Üretim ve malzeme takibi
(MRP, ERP vs.) sistemlerine
sahip olma,
n Nitelikli personel istihdamı
ve sürekliliğini sağlama,
n Sertifikasyon sürekliliğini
sağlama,
n Ölçüm, test ve belgeleme
kabiliyetine sahip olma,
n Tesis Güvenliği belgesine
sahip olma ve
n Sürekli İyileştirme kapsamında
kalite artırma faaliyetlerinde
bulunma
gibi birçok konuda, zorlu değerlendirme süreçlerinden geçiriyor. Bu
nedenle savunma sanayisinin milli
projelerinde faaliyet göstermek isteyen tüm yan sanayi firmalarının,
projelerin uzun soluklu olduğunu
dikkate alarak bu yolda sürdürülebilirliğin ve sabrın önemini kavramaları, sektörümüz için önem arz
ediyor.
SSM Sanayileşme Dairesi Başkanı
Bilal Aktaş’a, zaman ayırıp
sorularımızı cevaplandırdığı ve
verdiği bilgiler için, okuyucularımız
adına teşekkür ediyoruz.
ARGE DERGİSİ 7
© MSI Dergisi
Bilal AKTAŞ: Savunma sanayimiz,
hacim olarak hala küçük bir sektör
olmakla birlikte; son yıllarda yüksek
teknolojiyi haiz silah sistemlerinin
yurt içinde geliştirilmesine başlanmıştır. Bunlara, ALTAY ana muharebe tankı, ANKA insansız hava
araçları, MİLGEM korveti, piyade
tüfekleri, roket ve füzeler ve daha
pek çok örnek verebiliriz. Gelinen
noktanın bundan sonrası için cesaret verici olduğunu söyleyebilirim.
Ancak, dünya ölçeğindeki örnekleri
de dikkate aldığımızda henüz yolun
başlarında olduğumuzu hep aklımızda bulundurmalıyız.
Burada belirli kısıtlar altında bir
mücadele verildiğini söyleyebilirim.
Şöyle ki; savunma sanayisi gelişmiş
ülkelere baktığımızda, bu ülkelerin
sanayilerinin de gelişmiş olduğunu
görüyoruz. Oysa ülkemizde teknoloji geliştirme tecrübesine sahip bir
sanayiden bahsedemeyiz. Dolayısıyla platform geliştiricisi ve alt sistem tasarımcısı firmaların oluşması,
bu kültürün yerleşmesi zaman alıyor. Sanayinin teknoloji geliştirme
arayışında olmadığı bir ortamda
araştırma kuruluşları ve üniversite-
© MSI Dergisi
Son yıllarda yurt içinde geliştirilen, yüksek
teknolojiyi haiz silah sistemlerinin
arasında MİLGEM korveti de bulunuyor.
MAKALE I Savunma
8x8 Askeri Kara Aracı
Gövde-Silah Kulesi
Uyumunun Sağlanması
Amacıyla Modal Analiz
ve Doğrulaması
Pars 8x8’de
Modal Analiz
M
Cihan
Büyükbayram*
Mak. Yük. Müh.
Berkay Salihoğlu*
Mak. Müh.
odern askeri kara araçları, amaca ve görev
profiline özel olarak
tasarlanıp
üretilmektedirler.
Bu araçlar, görevlerine özel ekipman, cihaz ve silah gibi alt
sistemlerle
donatılmaktadır.
Tasarımın ilk aşamasını, gereksinimlerin belirlenmesi oluşturur.
Gereksinimler, sistem ve alt sistem bazında belirlenmektedir. Bu
gereksinimlerin kaynakları; müşteri talepleri, ilgili standartlar, görev
profili, alt sistemler, firmanın bilgi birikimi ve bunlardan türetilen diğer kaynaklar olabilmektedir. Araç tasarımı
için kriterler, geçer-geçmez veya sayısal
değerlerle tanımlanan gereksinimler
kullanılarak belirlenir.
PARS 8x8 taktik tekerlekli zırhlı araç
ailesinin bir türevi olan zırhlı komuta
aracının ateş gücü, uzaktan kumandalı
silah kulesi ile sağlanmaktadır. Araç
gövdesi tavanına monte edilen silah kulesi, gövde için bir takım gereksinimler
tanımlar ve bunun sonucunda, gövde tasarımına girdi olacak kriterler belirlenir.
Yapısal kriterlerden iki tanesi, tavanın
doğal frekansı ve mod şekli ile ilgilidir.
Gövde tasarımının bu kriterler çerçevesinde değerlendirilebilmesi için, araç
gövdesinin sonlu elemanlar modeli,
Aykut Sever*
Mak. Yük. Müh.
Şamil Akaslan*
Mak. Yük. Müh.
*FNSS Savunma
Sistemleri A.Ş,
Mühendislik ve
ArGe Bölümü,
Gölbaşı, Ankara
8 www.figes.com.tr
Şekil 1: Araç gövdesi ağ yapısı.
Şekil 2: Gövde modal analiz sonucu,
tavan 1. mod deformasyon şekli.
ANSYS V13 kullanılarak, FİGES desteğiyle oluşturulmuştur. Gövde sonlu elemanlar modeli, 1.
derece kabuk elemanlar ve 2. derece katı elemanlar kullanılarak oluşturulmuştur. Model, 470.000
adet düğüm noktası ve 735.000 adet elemandan
oluşmaktadır (Şekil 1).
Araç tavanının doğal frekanslarının ve mod şekillerinin belirlenmesi için ise modal analiz yapılmıştır.
Modal analiz, belirli bir frekans aralığında koşturulmuştur. Modal analizler ve gövde tasarımı yinelenerek, diğer birçok tasarım kısıtı ve kriteri de göz
önünde bulundurularak, tavanın doğal frekans gereksinimini sağlamak üzere eniyilenmiştir. Gövde
final tasarımı modal analizi sonucu elde edilen tavan
1., 2. ve 3. modlarına ait görüntüler, Şekil 2 , 3 ve
4’te verilmiştir.
Birinci doğal frekansa ait modda, gövde tavanı, açıklığın olduğu sol tarafından deforme olmaktadır ve aynı
zamanda aracın boyuna ekseni çevresinde döndüğü
görülmektedir. Bu mod, deformasyon ve katı cisim hareket modlarının birleşimi olarak tanımlanabilir. 2.
mod ise tavan plakasının eğilme modudur. Şekil 3’te,
tavan plakasının 2. eğilme modu görülmektedir.
Tavan plakasında bulunan personel çıkış kapakları
için açılan pencereler, tavanın direngenliğinin azalmasına sebep olmaktadır.
Modal analiz çalışmasının doğrulanması amacıyla
gövde üretimi aşamasında, çıplak araç gövdesine
modal test yapılması planlanmıştır. Testlerde, yapısal
olarak taşıyıcı elemanlarının tümünü içeren kaynaklanmış gövde kullanılmıştır. Gövde test için yere oturtulmuştur ve hareketini kısıtlayacak herhangi bir
bağlantı yapılmamıştır (Şekil 5).
Modal analiz testleri çekiç ve ivmeölçer ekipmanları
ile yapılmıştır. Bunun için 6 adet IEPE tipi ivmeölçer ve 1 adet modal çekiç hazırlanmıştır. İvmeölçerler ±50 g kapasiteli sensörlerden seçilmiştir. Çekiç
olarak ise ±2200 N kapasiteli modal darbe çekici
kullanılmıştır. İvmeölçerler, gövde üzerine frekans
cevabını bozmayacak şekilde uygun yapıştırıcılar ile
sabitlenmiştir. Darbe çekici ucu olarak düşük frekansları tetiklemeye uygun olan yumuşak kauçuk
uçlar kullanılmıştır. Bu uçlar, ilgilenilen aralık olan
0-100 Hz arasındaki frekanslara daha fazla enerji girdisi vererek bu frekansları tetiklemektedir. Veri toplama sistemi olarak Dewesoft Dewe-43 sistemi, veri
toplama programı olarak da Dewesoft X programı
kullanılmıştır.
İvmeölçerler, modal analizler sonucu elde edilen mod
şekillerini yakalamak üzere tavan üzerinde Şekil 6’da
görülen pozisyonlara yerleştirilmiştir. Bu pozisyonlar,
analizlerde bulunan mod şekillerinden çıkarılmıştır.
ARGE DERGİSİ 9
MAKALE I Savunma
Şekil 3: Gövde
modal analiz sonucu,
tavan 2. mod deformasyon şekli.
Şekil 4: Gövde
modal analiz sonucu,
tavan 3. mod deformasyon şekli.
Yapılan testler sonucunda, frekans cevap fonksiyonu
grafikleri elde edilmiş ve bu grafiklerden araç tavanının her bir ölçüm için doğal frekansları bulunmuştur.
Frekans cevap fonksiyonu, genel olarak, bir sisteme
verilen etki ile sistemin verdiği tepki arasındaki iliş-
kinin matematiksel olarak ifadesidir. Örneğin, bir yapının üzerinde belli bir yere bir ivmeölçer yerleştirip,
bu yapının farklı bir yerine de üzerine kuvvet sensörü
yerleştirilmiş bir çekiç ile bir etki verilirse ivmeölçer
üzerinden ölçülen ivme ve çekiç üzerinden ölçülen
kuvvet, bu yapının iki nokŞekil 5: Araç gövdesi tası arasındaki ilişkiyi belirtest için hazırlanırken. ler. Bu ilişki, aşağıdaki
formül ile tanımlanır:
H(f) =
Y(f)
X(f)
Burada H(f) frekans cevap
fonksiyonu,
Y(f) frekans alanında sistemin cevabı ve
X(f) frekans alanında sisteme verilen etkidir.
10 www.figes.com.tr
Şekil 6:
İvmeölçer
pozisyonları.
Yapılan testlerde, korelasyonu arttırmak için, 8 farklı pozisyondan tavan
plakasına vuruş gerçekleştirilmiştir.
Her vuruş, 5 kere tekrarlanmıştır.
Testlerden 6 tanesinde, tavan plakasına ivmeölçerlere yakın pozisyonlardan darbe verilmiştir. Diğer 2 testte
ise farklı pozisyonlardan vurulmuştur.
Her test pozisyonu için 5 vuruşun ortalaması alınarak FRF analizi gerçekleştirilmiştir. Testlerin tümünde,
yaklaşık tekrar eden sonuçlar bulunmuştur. Dolayısıyla en yüksek enerjili frekans,
doğal frekans olarak alınmıştır. 1 numaralı ivmeölçerin yanına vurularak yapılan testlere ilişkin
FRF analizi, Şekil 7’de görülmektedir. Grafikte
baskın olan frekanslar, tepe noktası şeklinde görülmektedir. Bu frekanslar, gövdenin doğal frekanslarını göstermektedir. FRF testleri sonucunda,
toplamda 8 adet mod belirlenmiştir.
Modal analiz ile FRF testleri sonucu elde edilen
doğal frekanslar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalarda; analiz ve test sonucu elde edilen doğal frekanslar, sonlu elemanlar modeli ile yapılan modal
analiz sonuçları referans alınarak normalize edilmiş
Tablo 1. Modal analiz ve
modal test karşılaştırması
1. Mod
2. Mod
3. Mod
4. Mod
5. Mod
6. Mod
7. Mod
8. Mod
Normalize Frekans (Hz)
Modal Analiz
Modal Test
1
0.99
1
1.00
1
1.00
1
1.01
1
1.01
1
1.01
1
1.01
1
1.01
Fark (%)
1.5
0.0
-0.4
-1.4
-0.7
-1.3
-0.8
-0.6
Şekil 7: FRF analizi sonucu doğal frekans grafiği.
ve Tablo 1’de sunulmuştur. Sonlu elemanlar analizi ile modal test arasındaki fark, en fazla %1,5 olarak gerçekleşmiştir. Analiz sonuçları, genellikle
daha yüksek sonuç verme eğilimindedir; fakat bu
farklar ihmal edilebilecek derecede küçüktür.
Oluşturulan sonlu elemanlar modeli ile gövde
tavan doğal frekanslarının yüksek doğrulukta hesaplandığı görülmüş ve böylece analiz, testlerle de
doğrulanmıştır.
Sonlu elemanlar modeli sınır koşullarına göre,
modal analizin doğal frekanslarda ve mod şekillerinde oldukça farklı sonuçlar verebildiği görülmüştür. Bu sebeple modal analizde sınır koşullarının
olabildiğince gerçeğe yakın bir şekilde modellenmesi gerektiği sonucunda varılmıştır. Doğru sınır
koşulları ile yapılan analizler ile birbirini yineleyen
test sonuçlarının örtüştüğü görülmektedir.
Askeri kara aracı tasarım süreci sanal prototip doğrulamasında, analiz ve simülasyon faaliyetleri
önemli rol oynamaktadır. İlk prototip üretimi öncesi sanal ortamda, tasarımın gereksinimlere uygunluğu değerlendirilebilmektedir. Sanal ortamda
doğrulaması yapılarak üretilen prototiplerinin testlerle doğrulama aşaması, daha hızlı ve yüksek başarıda tamamlanabilmektedir. Böylece, tasarım ve
üretim süreleri kısalan askeri araçlar, pazara daha
maliyet etkin olarak sunulabilmektedir.
ARGE DERGİSİ 11
SÖYLEŞİ I Denizcilik
© DEARSAN
Tasarımdan
ve Mühendislikten
Tasarruf Olmaz
ARGE Dergisi: Kendinizi ve
firmanızı tanıtabilir misiniz?
Taner AKKAYA: DEARSAN tersanesi yönetim kurulu başkanıyım.
Emekli amiralim. DEARSAN,
1980’de kuruldu. 2001 yılına kadar
römorkör ve tanker gibi gemilerin
onarımını yaptı. Sonraki yıllarda da
römorkör üretti. İlk ürettiği gemiler,
AB ülkelerine ihraç edildi. Bunlar,
yabancı dizayn alınıp işçiliği ve
proje yönetimi yapılan gemilerdi.
2007 yılında ise sektördeki kriz hissedilmesi ile askeri projeler de faaliyet alanları arasına dâhil edildi.
Askeri projeleri gerçekleştirmenin,
başta mali ve bürokratik olmak
üzere çok büyük bedelleri var. Bun-
Bu sayımıza, TUZLA
sınıfı karakol botları ile
hem Türkiye hem de
ihracat pazarında önemli
başarılar yakalayan
DEARSAN tersanesi
Yönetim Kurulu Başkanı
Taner Akkaya’yı konuk
ettik. Deniz Kuvvetleri
Komutanlığından emekli
olduktan sonra da Türk
denizciliğinin gelişmesi
için çalışmalarını
sürdüren Akkaya'dan
DEARSAN'da
gerçekleştirilen ARGE,
tasarım ve mühendislik
çalışmaları hakkında bilgi
aldık, sektör hakkındaki
görüşlerini öğrendik.
lar, sivil işlerin yeterli olduğu “güzel”
günlerde birçok tersanenin uğraşmak istemediği konular. Kriz öncesinde, tanker üretimi işi gayet iyi
gidiyordu; bütün şirketler tanker
üretiyordu. Askeri üretimde, bürokrasi çok ağır; kalite kontrol standartları çok yüksek. Bir tersanenin
askeri gemi inşa edecek seviyeye
gelmesi, özellikle bazı sertifikasyonlara sahip olması, maliyet ve iş gücü
olarak çok ağır süreçler. Personelin
yaklaşık %40’lık kısmı, fiilen üretimde yer almıyor. Bunlar daha çok,
kaliteyi ve niteliği arttırmaya yönelik çalışıyorlar. Bu da genel giderleri
oldukça arttırıyor; böylece askeri
projelerin ilk yatırım maliyeti yüksek oluyor. Bizim için tarihimizde
en önemli olay Yeni Tip Karakol
Botu (YTKB) projesinin firmamıza
verilmesidir. YTKB projesinin dizayn ve inşa çalışmalarına paralel
olarak tersane de bütün sertifikasyon süreçlerini tamamladı. Bu sertifikasyonları kâğıt üzerinde değil,
fiilen uygulayan bir organizasyon
yapısı gerekiyor. Diğer bir deyişle
© DEARSAN
12 www.figes.com.tr
ARGE Dergisi: Firmanızda yapılan
tasarım ve mühendislik
çalışmalarından bahsedebilir misiniz?
Taner AKKAYA: Firmamızda tasarım çalışması olarak geminin dizaynını gerçekleştiriyoruz. Bu şekilde
kolayca ifade edilebiliyor olsa da dizayn o kadar büyük bir kavram ki.
Bir geminin dizaynını tek başına bir
tersanedeki mühendislerin yapmasına imkân yok. Burada büyük
oranda dizayn yönetimi yapıyorsunuz. Çünkü üniversiteden destek
alıyorsunuz. Yerli sanayiye iş paketleri veriyorsunuz. Mesela, tekne
dizaynını yapıyorsunuz; ancak şafttahrik sistemi dizaynıyla ilgili olarak
dışarıdan gelen bilgileri kendi sisteminize aktarıyorsunuz; sonra bunları
İstanbul Teknik Üniversitesi ve
Yıldız Teknik Üniversitesi gibi üniversitelere aktarıyorsunuz; onlar
hesaplarınızı kontrol ediyorlar.
© DEARSAN
bunlar için harcanan emeği zaman
kaybı, harcanan parayı da mali külfet olarak değerlendirmemek gerekiyor. Bunları bu şekilde
değerlendirmezseniz, bu sektördeki
başarınız kalıcı olabilir. YTKB projesi, sivil endüstriye iş yapan yerli sanayinin, metal ve sac kullanarak
inşa ettiği ilk harp gemisi olma özelliğini taşıyor. Yılda 3 gemi gibi iddialı bir teslimat programı
gerçekleştiriliyor. Deniz Kuvvetleri
Komutanlığı (Dz.K.K.lığı)da bir bakıma Türk gemi inşa sanayisini ve
firmamızı ödüllendirdi ve ilk gemiye
Tuzla ismi verdi. Gemiler, artık
dünya literatürüne TUZLA sınıfı
gemiler olarak geçiyor. Bu tabii
gemi inşa sektörü için büyük bir
onur. Gemilerde müşteri memnuniyeti üst seviyede. 8 tanesinin kesin
teslimi yapıldı. Şu an 12’ncinin geçici teslimi yapılmak üzere. Bu rakamlara yakın adette gemi de ihraç
edildi. Gemi inşa ile ilgili savunma
sanayisi alanında Türkiye’nin ilk sac
gemi ihraç projesi. Bunlar sektördeki birçok ilkler. Tabii ilk olmanın
bazı bedelleri de var.
Türk Loydu’na onaylatıyorsunuz.
FİGES’ten ileri mühendislik ve
sonlu elemanlar hesaplaması desteği
alıyorsunuz. Geminin elektrik kablolamasını yerli bir firma ile yüksek
standartlara göre yapıyorsunuz. Yük
analizlerini gerçekleştiriyorsunuz. İlgili kurumlardan onay alıyorsunuz.
Çalışmalarınızı üniversitelere kontrol ettiriyorsunuz. Tüm bu tabloya
baktığımızda, tersanede çalışan onlarca kişi, bu işleri, yine dışarıda çalışan yüksek değerdeki onlarca
kişiyle irtibat kurarak yapıyor.
Sonra, borulama sistemi, valfler tamamen ayrı bir dizayn, bunu yapıyorsunuz. Geminin iç dizaynı yine
başlı başına bir mühendislik. Hangi
kamara ne olacak, hangi standart uygulanacak? Neresi yaşam yerleri olacak? Bunların gürültüsü için ayrı bir
dizayn hizmeti alıyorsunuz. Titreşim
için ayrı hesaplar yaptırıp ayrı bir alt
kuruluştan destek alıyorsunuz.
Sonra, tamamen bir ileri mühendislik konusu olan elektromanyetik
uyumluluk. Bunun için önce cihazlarınızı ve silah sistemlerinizi yerleştiriyorsunuz. Silah sistemlerinin
optimum kapsama yapması için ayrı
bir mühendislik çalışması yapıyorsunuz. Birbirlerine müdahil olmayacaklar; ama düşmana en iyi şekilde
angaje olacaklar. Gemiye koyduğunuz her bir cihazda yüksek standartlar var. Bir Zodyak bot alıyorsunuz,
bunu denize indirmek için gereken
sistemin standartları çok yüksek.
Bunda bile haftalarca çalışıyorsu-
nuz. Bir demir ırgatının hesapları
var. Bazıları kolaylaşmış; ancak yine
de mühendislik hesapları gerekiyor.
Geminin parametreleri var. O gemiyi hangi denizde ne tutar hesaplanması gerekiyor. Geminin
denizcilik hesaplarını yapıyorsunuz.
Polar diyagramlarını çıkarıyorsunuz.
Bir gemi, aslında yaşayan bir şehir.
Neticede bir gemide 70 ila 80 bin
konfigürasyon elemanı var. Bunların uyumlu çalışmasını sağlayacaksınız, bunları kısıtlı bir yer içine
yerleştireceksiniz ve çok üstün nitelikli görevleri yapmalarını sağlayacaksınız. Tüm bunlar, başlı başına
birer mühendislik çalışması. Biz
böyle bir ileri organizasyonun içinde
olduğumuz için mutluyuz. Tabii
bütün bunların optimizasyonunu ve
ön dizaynını kendimiz yapıyoruz.
Kendi elektronik uzmanlarımız ve
gemi inşa uzmanlarımız var. Bir de
Türk sanayisinin yine sertifiye kuruluşlarına yaptırıyoruz. Örneğin,
gürültüyü ölçtürdüğümüz kurum
sertifiye olduğu gibi, sonlu elemanlar analizini yaptırdığımız kurum da
aynı şekilde sertifiye bir kurum. Bir
egzoz sistemi başlı başına bir dizayn.
Yani belirli bir gürültü seviyesine
indireceksiniz; ancak geri basınç
yapmayacaksınız. Hep böyle kısıtlı
şartlarda, isterler yüksek, manevra
alanınız çok dar. Bunun için defalarca hesap yapıyorsunuz. Pervanedeki ufacık bir istenmeyen gürültü
(İng. singing) bile günlerce sizi uğraştırabiliyor.
ARGE DERGİSİ 13
SÖYLEŞİ I Denizcilik
ARGE Dergisi: Gemi inşa
faaliyetlerinde tasarım ve mühendislik
çalışmalarının önemi nedir?
Taner AKKAYA: Gemi yapmak,
bir şehri planlamak gibi. Adım
adım, iğne oyası gibi. İçinde her
türlü sistem var; ıslak hacimler,
suyla ilgili sistemler, ısıl sistemler,
elektrikle ilgili sistemler, elektronik
sistemler, gürültü sistemleri ve titreşim sistemleri var. Gemi, aslında
olabilecek tüm problemlerin ortaya
çıkabileceği bir sistemler bütünü.
Bütün bu problemleri, önceden
görüp çözmek zorundasınız. İşte tasarım ve ileri mühendislik bunun
için çok önemli. Çünkü gemi bittikten sonra, geriye dönük bir şeyi düzeltmek neredeyse imkânsız gibi bir
şey. Bu gemi 25 knot sürat yapması
gerekirken 23 knot yapıyorsa bunu
25 knot yaptırmak çok zor. Bir yerde
gürültü seviyesi 80 dB olması gerekirken 85 dB ise bunu düzeltmek
çok zor. Bir saylanser (susturucu)
geri basıncı 28 dB yapacakken 30 dB
yapıyorsa bunu düşürmek çok çok
zor. Bir de yerleştirme yapılan alanlar kısıtlı. İçeriye koyduğunuz bir cihazı tekrar çıkarmak, belki bir sürü
diğer aksamı sökmek demek. Bu da
zaman demek, zaman da maliyeti ve
İlk Kuru Tip Susturucu Modeli
Akım Çizgileri ve Hız Konturları
© FİGES
Akım Çizgileri ve Basınç Kaybı
14 www.figes.com.tr
sözleşmeyi etkiliyor. Bu yüzden tasarıma ayrılan her para, her emek helaldir ve hiçbir şekilde tasarruf
yoluna gidilmemelidir. Tasarımdan
ve mühendislikten tasarruf olmaz.
Bu işlere para harcayacaksınız.
ARGE Dergisi: Genel anlamda
düşünürsek, sizce ARGE ve
mühendislik uygulamalarının
firmalarımızda gelişmesi için firma
yönetimlerinin yaklaşımları nasıl
olmalıdır?
Taner AKKAYA: Firma yönetimi
olarak, rahat olduğunuz alanlarda,
mühendislere hata yapma imkânı
vermelisiniz. Hata yapma imkânı sağlamazsanız veya hata yapma olasılığınızı yönetim olarak üzerinize
almazsanız, mühendislik birimlerinizden çok yüksek çıktılar almanıza
imkân yoktur. O zaman Almanya’dan, İngiltere’den hazır tasarım almaya devam edersiniz. Hata olmadan
başarıya ulaşılmaz. Ama tabii aynı
hatayı ikinci defa yapmak da olmaz.
Ayrıca dünyada yapılmış hataları da
literatür takibiyle görmek lazım. NY
Times gazetesinde yayınlanmış, İnternet’ten ulaşılabilecek bir makale
var: “Lesson on How Not to Build a
Navy Ship”. Bunu her gemi inşa
mühendisinin okuması lazım. Bütçe,
kaynak ve zaman olarak nispeten
rahat olduğunuz projelerde, tasarımcılarınıza verdiğiniz yetki ve sorumluluk daha fazla olmalı. Ama her
zaman nihai risk patronundur.
Bunu böyle bilmek lazım. Bir gemi
inşa mühendisi yaptıkları için ödüllendirilmelidir; ancak yapamadıklarından ağır şekilde sorumlu tutmak,
tasarımın geliştirilmesine engel olur.
O zaman bu kişiler risk alamazlar.
Onları korkutmamalısınız.
Bizde ARGE deyince isim de çok
önemli oluyor. Esprili bir şekilde anlatacak olursam: İsim bulmak
önemli, ismi güzel değilse bürokratik kanallarda o kadar kalıcı bir etki
yapmıyor. Projenizin başlığının en
az 4 satır olması lazım. Bir şeyin
ARGE olması için isminin 4 satır ve
© DEARSAN
© MSI Dergisi
yarısının İngilizce yarısının da öz
Türkçe olması lazım. Bir insan onu
en az 4 kez okumalı, ondan sonra da
ben bunu anlamadım demeli ki
önemli bir iş olarak görsün. Espriyi
bir yana bırakırsak, ARGE projesinin kabul edilmesi için isminin anlaşılmaz olma şartını ortadan
kaldırmak lazım. Bizim bunlara ihtiyacımız yok. Örneğin saylanser. Bu
bileşenle ilgili bir problem olunca,
Hollanda’ya gittim, firmayı ziyaret
ettim. Baktım Hollanda’da sahada
yapılabilecek her işi biz yapabileceğiz. Yapamayacağımız şey ise işin hesabı. Onu da şu ana kadar
yapmamışız. Nasıl yaparız? İşte
FİGES, Tarık Bey, dünyanın en
büyük otomotiv firmalarından birinde egzoz sistemleri üzerine çok
büyük çalışmalar yapmış. İşte Mehmet Yüzbaşı, ABD’de eğitim görmüş,
Türk deniz kuvvetlerinin İstanbul
Ben üniversitelerimizden şunu beklerdim, SSM’ye
de önerdim: Gelin hatalarımızı tartışacağımız bir
seminer yapalım. Hataları, eksiklikleri ortaya
koyma semineri. Kimse gelmez.
tersanesinde çalışıyor. Geri basınç,
hidrodinamik sistemler üzerine çok
güzel çalışmalar yapmış. Sağ olsun
Dz.K.K.lığı kırmadı, 3212 sayılı
kanun kapsamında müracaat ettik,
bir çalışma grubu kurdular ve bize bir
saylanser dizayn ettiler. Şu anda Türkiye’de kimse saylanseri dışarıdan almayı düşünmüyor. Bir şekilde
burada yaparız diyor. Mühim olan;
işte o değerli yüzbaşım gibi alanında
kendini çok iyi yetiştirmiş bir arkadaşımızla Tarık Bey gibi bu konunun
mühendisliğine yıllarını vermiş bir
kişiyi bir araya getirip, derdimiz bu
diye anlatabilmiş olmamız.
ARGE Dergisi: Sizce ülkemizde
ARGE’nin gelişebilmesi için ne gibi
farklı uygulamalar yapılabilir?
Taner AKKAYA: Açıkçası bizim
eğitim sistemimiz insanlara merak
ettirmiyor. “Elma neden düşüyor?”
diye sormuyor. Ben burada arkadaşlarımıza sordum, “Pi nedir?” dedim.
Değerini söylediler, ama ben ne olduğunu sordum. “Çemberin çevresinin çapına oranı”. Peki, nereden
çıkmış? Babilliler bulmuş. Yuvarlak
kule-bina yaparken her sıraya kaç
tane tuğla gidecek diye çapı 3,15 ile
çarparak buluyor. Ama biz bunu
merak etmiyoruz. Neden 22/7? Sistem insanları merak etmekten uzak
tutuyor. Çünkü bizde bir sistem çalışıyorsa biz dokunma diyoruz. Yeni
icat çıkarma diyoruz. Çocukların arabalarının içini merak etmelerine
engel oluyoruz. Bunların değişmesi
lazım. Bunun da temeli okuldur. Gemiler yaptık, ihraç edilenler de var.
Bunlarda bir sürü hatalar yaptık. Ben
üniversitelerimizden şunu beklerdim,
SSM’ye de önerdim: Gelin hatalarımızı tartışacağımız bir seminer yapalım. Hataları, eksiklikleri ortaya
koyma semineri. Kimse gelmez. “Burada gemiler yapılıyormuş, bize bir
anlatın” diye bu şirkete üniversitelerden bir tane öğrenci gelmedi şu güne
kadar. Oysa bizde, her türlü gemi inşa
aşamasında gemi var; burası gerçek
bir gemi inşa laboratuvarı. Bir günden bir güne üniversiteden bir hocanın öğrencileri toplayıp da bizi böyle
bir ziyarete geldiğini hiç görmedim.
Bence eğer ARGE yapmak istiyorsak üniversitelerimizde elmanın
neden düştüğünü sorgulamamız
lazım. Üniversiteler merak ettirARGE DERGİSİ 15
© MSI Dergisi
SÖYLEŞİ I Denizcilik
meli. Çocuklar da sadece kâğıttan
kitaptan öğrenmemeli; gelip uygulamasını da görmeli. Oysa bakın, 4
Mart günü, ABD’den bir üniversite,
40 kişiyle bizi ziyarete geliyor! ABD
geliyor, bizden ise öğrenciyi toplayıp
gelen olmadı. Bir de tersine beyin
göçü önemlidir. Yurtdışında bulunan yetişmiş araştırmacı ve
mühendislerimizin Türkiye’ye dönmesinin sağlanması gerekiyor.
© MSI Dergisi
ARGE Dergisi: DEARSAN olarak
şu an geldiğiniz seviyeyi nasıl
değerlendiriyorsunuz?
Taner AKKAYA: Titanik gemisi
36 ayda bitmiştir. Biz de burada bir
gemiyi 36 ayda bitirdik. Titanik’in
deplasmanı yaklaşık 70.000 tondu.
İnşasına 1909 yılında başlandı. Yani
yaptığımız işlerde tüm dünyayı şaşırtacak bir ileri mühendislik olduğunu
düşünmüyorum;
ama
kendimizi şaşırtacak bir ileri mühendislik olduğunu düşünüyorum.
Bir İngiliz, Alman, Amerikalı için
sonlu elemanlar zaten belki yıllardır
yapılan hesaplar; ancak bizim
için, “Biz bunları yapabiliyormuşuz” deyip daha yeni ufuklara yelkenler açabilmek
önemli bir şey. Heyecanlandırıcı olan kısım orası. Yıl-
16 www.figes.com.tr
Römorkör, tanker ve karakol botu yapıyoruz.
Bizim için her gemi anlamlıdır. Hava aracından,
kara aracından bahsederken kullanılan,
Türkçedeki “o” zamirinin İngilizcesi “it”dir.
Gemiler için ise dişi varlıklar için geçerli olan
“she” zamiri kullanılır; onlar varlıktır, bir niteliği
vardır ve her şeyden önemlisi ruhu vardır.
larca hazır projelerle gidilmiş. Kendiniz yaptığınızda ülkeye, devlete ve
millete kazandırdığınız pay artıyor.
Sac işçiliğinden, kaynak işçiliğinden silah elektronik entegratörlüğüne, sürekli yükseliyorsunuz.
Gürültü, titreşim ve sonlu elemanlar hesaplamaları gibi ileri mühendislik uygulamaları yapabilen
seviyeye yükseliyorsunuz. Bunun
heyecanı çok büyük. Artık gittiğimiz ülkelere biz yaparız diyebiliyoruz; yaptıklarımızı anlatıyoruz.
Şu an geldiğimiz seviyede, mesela,
bir dünya devi olan Oto Melara,
DEARSAN’a top satarken artık hiç
düşünmüyor, ”DEARSAN bunun
monte edileceği kısmı düzgün yapar
mı, hava devresini, elektrik devresini düzgün yapar mı, acaba bunun
sistem entegrasyonunu ASELSAN
ile birlikte yapabilirler mi?” diye düşünmüyor. Çünkü artık İtalyan da
inanıyor. Benim silahlarımı Türk
sanayisi entegre eder, çalıştırır, eğitimini verir diyor. Eskiden bu tür
büyük firmalara biz gittiğimizde -5
sene kadar önce- satış müdürleriyle ancak konuşuyorduk. Şimdi
gittiğimizde, CEO’larla konuşuyoruz, havalananlarında karşılanıyoruz. Bu bizim
geldiğimiz yerle ilgili bir
göstergedir. Bunun da kilit
noktası TUZLA sınıfı gemilerdir.
Önce bir şükretmemiz gerekiyor,
sonra devletimizin yöneticilerine
şükranımızı ifade etmemiz gerekiyor. Böyle çok büyük bir riski almışlar, yıllarca sadece sac işçiliği ve
montaj işçiliği yapan bir sektöre
gemi yapma onurunu bahşetmişler.
Bunun için her konuşmamı, söyleşimi, Türk Deniz Kuvvetlerine, Savunma Sanayii Müsteşarlığı
(SSM)’na ve Türkiye Cumhuriyeti
Devleti’ne teşekkürlerimi bildirerek
bitiririm. Bu sektörde, DEARSAN
üzerinden, aileleriyle birlikte 15-20
bin kişi hayatını idame ettiriyor. Bu
kişiler adına da teşekkür ederim.
Onların aldığı bu riskler sayesindedir ki şu an yerlilik oranlarının
%60’lara geldiğini düşündüğümüz,
milyar dolarlık bir çarktan bahsedebiliyoruz. Bunlar müthiş rakamlar.
Biz yaptık diye bir şey yok, Türkiye
Cumhuriyeti Devleti’nin kurumlarının verdiği oksijen ile biz çalıştık.
ARGE Dergisi: Az önce değindiğiniz
yurtdışındaki işlerinizden
bahsedebilir misiniz?
Taner AKKAYA: Şu ana kadar 20
kadar gemiyi yurtdışı müşterilerimiz
için inşa ettik. İhracat vatan görevidir, kutsaldır. Herkes ihracat yapmak zorundadır. Ürettiğimiz her bir
şey yurtdışına satılmalıdır. Burada
değinmek gereken bir konu, bizim
yurtdışı satışlarımızda, tabiri uy-
ARGE Dergisi: Yaptığınız gemiler
içinde sizin için özel bir anlamı
olanlar var mı?
Taner AKKAYA: Römorkör, tanker ve karakol botu yapıyoruz. Bizim
için her gemi anlamlıdır. Hava aracından, kara aracından bahsederken kullanılan, Türkçedeki “o”
zamirinin İngilizcesi “it”dir. Gemiler
için ise dişi varlıklar için geçerli
olan “she” zamiri kullanılır; onlar
varlıktır, bir niteliği vardır ve her
şeyden önemlisi ruhu vardır. İki
Tekne Mukavemet Analizleri
© FİGES
gunsa “yemek” değil “mutfak”ı satıyor olmamızdır. Biz, müşterimize,
kurumlarının geliştirilmesine katkıda bulunmayı öneririz. Tersanelerinin sertifikasyonuna, kalite
kontrol süreçlerinin gelişimine, personellerinin eğitimine önem veririz.
İş sağlığı güvenliği tedbirlerine
önem veririz. Özellikle harp gemileri konusunda uzman personelimizle gerçekten iyi derecede
eğitimler verdiğimizi düşünüyorum.
İhracat yapmamız için, ülke içinden
iş almamız lazım, buradaki kazanın
kaynaması lazım. Bizim bu yüksek
işletme maliyetlerini, genel giderleri
karşılayabilmemiz için buradaki işin
dönmesi lazım. SSM, bu sistemi kurarken önce 5, sonra 7 tersaneyle
sabit kalacağını düşünerek böyle bir
vizyon kurdu. Sektörel strateji dokümanında yazıyor. Biz bu dokümanı referans alarak yatırımlarımızı
yaptık, beklenenin çok üstünde bir
ihracat yaptık ve yapma hedefimiz
var. Ama bizim desteklenmemiz ve
Türkiye içinden de yeni projeler almamız gerekiyor. Türkiye’deki tesislerimiz çalışmalı ki yurtdışındaki
tesislerimizi destekleyebilelim.
tane gemi yaparsınız biri atış birincisi olur, biri atışlarda sonuncu olur.
Belki aynı gemidir onlar, aynı tersaneden çıkmıştır; ama geminin ruhu
vardır, yaşayan bir organizmadır.
Her yerine ayrı özen gösterilmelidir.
Her yeri büyük dikkat ile sevgi ile
yapılmalıdır. Onun için böyle bir
varlık tersanenizde suya iniyorsa size
heyecan katar, bir sandal bile olsa
bizi heyecanlandırır. Mesela İsveç’te, daha neredeyse suya inerken
batan Vasa gemisinin sergilendiğini
görürsünüz. Bu olay oradaki halka
büyük üzüntü vermiştir. İşte biz de
heyecanı her gemimizde duyarız.
Aynı sınıftan da olsa, her bir geminin farklı bir kişiliği vardır. Yaptığımız her işten gurur duyuyoruz.
ARGE Dergisi: Türk tersaneciliğinin
durumu ve geleceği hakkında, sivil
ve askeri projeler bakış açılarından
görüşlerinizi alabilir miyiz?
Taner AKKAYA: Kişisel görüşüm,
tersanelerimizin sayısının fazla olduğudur. Onarımla yeni inşayı ayırmak lazım. Herkese Allah kendi
yolunda başarı versin, kazançları
daim olsun. Ancak tersanelerin
büyük çoğunluğunun çağa biraz
daha ayak uydurması gereken yerler
olduğunu düşünüyorum. Yüksek
standartlara uymaları gerekir. Kişisel
görüşüm, bir doğal seleksiyon olup
© DEARSAN
DEARSAN KİLOMETRE TAŞLARI
sayılarının azalacağıdır. Bu; birleşerek güçlenmek ile olabilir veya bazılarının sektörden çıkması ile
gerçekleşebilir. Bunu zaman içinde
göreceğiz. Buna patronlar karar verecekler; biraz da devlet sistemi
karar verecek. Devletin büyüklüğünü şuradan gördük: Tuzla bölgesi,
Allah korusun, sadece iş kazalarıyla
anılan bir bölgeydi; şimdi ihracat rakamlarıyla, ürünlerle anılan bir
bölge. Bunu ciddi kontrol mekanizmaları ve ciddi standartlarla devlet
sağladı. İnsan hayatının maddi karşılığı yoktur. Bence bu konudaki çalışmalar son 4 senede gayet iyi
biçimde yapıldı. Bazı tersaneler,
umarım maliyetleri aşağıya çekebilmek için bu standartların en alt seviyesinde kalmaya çalışan bir
yaklaşım sergilemezler. Sadece iş
sağlığı ve güvenliği olarak bakmamak lazım. Son zamanlarda çevre
standartları da oldukça yükseldi ve
maliyeti etkiler hâle geldi. Bu da bu
konuya yatırım yapanların, sektörde
kalması sonucuna yol açıyor diye
düşünüyorum. Ama biz kendi vizyonumuzu, elbette başkalarının başarısızlığı üzerine kurmadık, kimse ile
bir derdimiz yok, kimsenin rakibi
değiliz.
ARGE Dergisi: Taner Bey, bu keyifli
sohbet ve bize ayırdığınız zaman için
çok teşekkür ederiz.
Taner AKKAYA: Rica ederim.
Son olarak şunu söylemek istiyorum. Kaynağını pozitif ilimden, mühendislik ve mühendislikte ileri
teknikten almayan konuların başarılı olma şansı yoktur. Biz, gemi 42
knot sürat yapıyorsa, niye 44 knot
sürat yapmıyor diye merak ediyoruz.
ARGE DERGİSİ 17
MAKALE I Savunma
Elektromanyetik
Uyumluluk ve
Girişim Analizleri
G
Ali Ziya ÖZER
Elektrik-Elektronik
Mühendisi,
FİGES A.Ş.
Elektromanyetik
Tasarım ve
Analizler Bölümü
Yüksek Frekans
Sorumlusu
Dr. Deniz
BÖLÜKBAŞ
Elektronik
Y. Mühendisi,
FİGES A.Ş.
Elektromanyetik
Tasarım ve
Analizler Bölümü
Ekip Yöneticisi
18 www.figes.com.tr
ünümüzde gelişen teknoloji ile birlikte kablosuz cihazlar da yaygınlaşmış ve
elektronik bir cihazın elektromanyetik uyumlu olması, kritik önem
arz eden bir durum bir hâline gelmiştir. Elektromanyetik uyumluluk (EMU, İng. electromagnetic
compatibility / EMC) kriterleri, tasarımın ilk safhalarından itibaren
dikkate alınmalıdır. Bu amaçla, tasarlanan elektronik cihazın bilgisayar destekli analizleri yapılmalı
ve nihai ürünün EMU kriterlerini
sağlaması, EMU ölçüm testleri öncesinde garanti edilmelidir. Bu süreci açıklamak amacıyla bu
makalede,
EMU
analizleri
ANSYS HFSS® yazılımı ile kavramsal olarak gerçekleştirilmiştir.
1. EMU Nedir?
EMU, elektronik cihaz ve sistemlerin, içinde bulundukları elektromanyetik ortamlarda, kendi
fonksiyonlarını yerine getirebilmeleri olarak tanımlanmaktadır. Benzer şekilde, bu cihazlar, diğer
elektronik cihazların işlevini kaybetmesine neden olacak elektromanyetik yayılım yapmamalı;
dolayısıyla birbirleriyle uyum
içinde olmalıdır. Bir sistemin elektromanyetik uyumlu olarak tanımlanabilmesi için, diğer sistemler
nedeniyle performansının etkilenmemesi ve diğer sistemlerin performansını etkileyecek bir etkileşime
neden olmaması gerekir. Elektromanyetik girişim, bir sistemden
(emiter, emitter) yayılan ve diğer
sistemle (reseptör, receptor) etkileşen, istenmeyen sinyallerdir.
Elektromanyetik kirliliğin, elektronik cihazlara olduğu gibi insan
sağlığına da olumsuz etkileri değerlendirilerek askeri ve sivil endüstride çok sayıda standart
oluşturulmuştur. Standartlar, ülkelere göre değişkenlik gösterebilmektedir; ancak hemen hepsi,
içerik olarak, elektronik bir cihazın
yayabileceği
elektromanyetik
enerji için limit belirlemekte ya da
bir cihazın çalışabilmesi için gerekli olan dayanıklılık kriterlerini
tanımlamaktadır [1].
Elektronik cihaz üreticileri, ürünlerinin belirlenen standartlara uygunluğunu yasal mevzuata göre
garanti etmek zorundadır. Ülkemizde, elektromanyetik uyumluluk
belgelendirmesi Türk Standartları
Enstitüsü (TSE) tarafından yapılŞekil 1. İyileştirilmiş tasarım süreci.
sinde önemli bir faktördür. Bunu
sağlayabilmek için de bilgisayar
destekli analizler günümüzde
yoğun olarak kullanılmaktadır.
Şekil 1'de, bu akışa uygun “İyileştirilmiş Tasarım Süreci” görülmektedir.
2. Elektromanyetik
Etkileşim Problemi
Şekil 2.
EMU analizlerinde
kullanılan
örnek kutu.
Şekil 3.
f =3GHz’de
kaynağın ışıma
paterni.
maktadır. Elektromanyetik uyumluluk ölçümlerinin yapılabilmesi
için, cihazın, ARGE süreçlerinin
tamamlanmış ve üretilmiş olması
gereklidir. EMU kriterleri, tasarımın ilk safhalarından itibaren dik-
kate alınmazsa ölçüm sonuçlarında
hedeflenen kriterlerin sağlanması
oldukça güçtür. Karmaşık tasarımlarda, EMU kriterlerinin tasarım
aşamasından itibaren gözetilmesi,
ürünün maliyet etkin geliştirilme-
Elektromanyetik etkileşim problemi; emiter, reseptör ve her iki bileşen arasındaki yol olmak üzere,
üç öğeye ayrıştırılabilir. Bu üç öğe
arasındaki etkileşimin azaltılması
için:
a) Emiter yayınımının azaltılması,
b) Etkileşim yolunun
verimliliğinin azaltılması ve
c) Reseptörün dayanıklılığının
arttırılması
yöntemlerinden biri ya da bir kaçı
uygulanabilir.
Etkileşim yolu sınıflandırması ise
şu şekilde yapılmaktadır:
İletken bağlantı yoluyla etkileşim
(Conductive coupling): Emiter ve
reseptör arasında, güç kablosu, arayüz kabloları gibi fiziksel bir bağlantı vardır.
Işıma yoluyla etkileşim (Radiative
coupling): Emiter ve reseptör arasında, fiziksel iletken bir bağlantı
bulunmaz; ancak ışınım yoluyla
Şekil 4. Kutu içine yerleştirilen anten nedeniyle
f=3GHz frekansı için elektrik alan dağılımı.
ARGE DERGİSİ 19
MAKALE I Savunma
emiter ve reseptör arasında elektromanyetik etkileşim bulunmaktadır. Reseptör uzak alanda
bulunuyorsa ve emiter ile arasındaki mesafe R ise elektromanyetik
alan şiddeti 1/R ile azalmaktadır.
Eğer reseptör yakın alanda (mutual
coupling) ise ve emiterde manyetik alan etkin ise manyetik etkileşim; emiterde elektrik alan etkin
ise kapasitif etkileşim söz konusudur.
EMU problemleri, problem çözümünün etkin olarak gerçekleştirileceği cihaza göre sınıflandırılabilir.
Bunlar:
1) İletken bağlantı yoluyla
etkileşimde emiterin etkisinin
azaltılması,
2) Işıma yoluyla etkileşimde
emiterin etkisinin azaltılması,
3) İletken bağlantı yoluyla
etkileşimde reseptörün
dayanıklılığının arttırılması ve
4) Işıma yoluyla etkileşimde
reseptörün dayanıklılığının
arttırılması şeklinde sıralanır.
Reseptörün dayanıklılığı, fonksiyonel özelliklerini yerine getirebilmesi için gerekli şartlar olarak
tanımlanabilir ve reseptör üreticisi
tarafından belirlenir. Emiterin yayınlayacağı elektromanyetik enerjinin şiddeti, bilgisayar destekli
analizlerle hesaplanabilir. Elektromanyetik girişim sinyallerini azaltmanın etkin bir yolu, reseptörü
yalıtılmış bir kutu içine koyarak
sinyallerin reseptöre ulaşmasını engellemektir. Ancak reseptörün
diğer bileşenlerle çalışabilmesi için,
kutu içinden dışarıya arayüz kablolarının ulaşması amacıyla boşluklar
bırakılmaktadır. Boşluklardan sızan
elektromanyetik enerji, elektromanyetik girişim sinyallerine yol
açabilir [2].
3. EMU Analizleri
Metodolojisi
EMU analizlerinde, kablo konnektör bağlantıları için gerekli boşluklara sahip olan ve Şekil 2’de
20 www.figes.com.tr
Şekil 5. Kutu içine yerleştirilen anten nedeniyle kutunun içinde ve dışında oluşan elektrik
alan dağılımının yan kesit.
Şekil 6. Kutu içine yerleştirilen anten nedeniyle oluşan elektrik alan dağılımı.
görülen bir kutu kullanılmıştır.
Kutu metal olup arka yüzünde
kablo konnektörleri için açıklıklar
bulunmaktadır ve boyutları
28x21x7 cm’dir.
Simülasyonlar, ANSYS tarafından
ticari olarak geliştirilen HFSS yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
HFSS,
endüstriyel
standartlarda 3 boyutlu tam dalga
elektromanyetik alan simülasyonunu Sonlu Elemanlar Yöntemi
(Finite Element Method / FEM)
ile gerçekleştiren kapsamlı bir
programdır. HFSS; elektrik ve
manyetik alanları, akımları, S-parametreleri ile uzak ve yakın alan
ışıma sonuçlarını vermektedir.
Pasif gömülü elemanların, entegre
devre paketlerinin, baskı devre
kartı (PCB) ara bağlantılarının ve
anten, RF/mikro dalga bileşenleri,
biyomedikal cihazlar gibi yüksek
frekans yapıların tasarımlarında,
HFSS yüksek doğruluk ve performansa sahiptir. Simülasyonu gerçekleştirmek için, kutu içinde ve
dışında birer monopol anten, emiter ya da reseptör olarak kullanılmıştır. Ayrıca, aynı anten,
kutunun dışına da yerleştirilmiştir.
Antenin f = 3 GHz frekansında
ışıma paterni, Şekil 3’te görülmektedir.
3.1 Işıma Yoluyla
Etkileşimde Emiterin
Etkisinin Azaltılması
Işıma yoluyla etkileşimde emiterin
etkisinin azaltılması amacıyla emiter olarak yukarıda açıklanan monopol anten kutunun içine
yerleştirilmiş ve ışınım yapması
sağlanmıştır. Kutunun metal olması durumunda, kutunun içindeki ve dışarıya sızan elektrik alan
f = 3 GHz için Şekil 4’te gösterilmiştir. Konnektör açıklıklarından
yayılan elektromanyetik alan, şekilde açıkça görülmektedir.
Kutu içine yerleştirilen anten nedeniyle kutunun içinde ve dışında
oluşan elektrik alan dağılımı yan
kesiti, Şekil 5'te ve kutu içi ve yü-
zeyinde oluşan elektrik alan dağılımı Şekil 6'da görülmektedir. Beklendiği gibi, kutu içinde yer alan
anten, kutunun dışına doğru konnektör açıklıklarından yayınım
yapmaktadır.
3.2 Işıma Yoluyla
Etkileşimde Reseptörün
Dayanıklılığının Arttırılması
Işıma yoluyla etkileşimde respetörün dayanıklılığının arttırılması
için, reseptörün metal bir kutu
içine yerleştirildiği durum incelenmiştir. Bu amaçla aynı monopol
anten, metal kutudan uzaklığa
yerleştirilmiş ve kutu içindeki ve
yüzeyindeki elektrik alan değerleri
gözlemlenmiştir.
Kutu dışına yerleştirilen anten nedeniyle oluşan elektrik alan dağılımının yan kesiti Şekil 7'de ve
üstten kesiti Şekil 8'de görülmektedir. Kutunun dışında yer alan
anten, konnektör açıklıkları yoluyla kutunun içinde elektrik alan
oluşumuna neden olmaktadır.
4. Baskı Devre Kartı
İçin EMU Analizleri
Bölüm 3’te, basit bir konfigürasyon
için ışıma yoluyla etkileşimde reseptörün dayanıklılığının arttırılması ve emiterin etkisinin
azaltılması analizleri incelenmiştir.
Günümüzde, baskı devre kartları
oldukça geniş uygulama alanına
sahiptir. Tasarlanan bir baskı devre
kartı EMU kriterlerine uygun olarak geliştirilmezse kendisi tıpkı bir
kaynak gibi davranır. Bölüm 3’te
açıklanan senaryolar, kaynağın
monopol anten yerine baskı devre
kartı olduğu durumda da geçerliliğini korumaktadır. Benzer analizlerin yapılabilmesi için, baskı devre
kartının yakın alan elektrik alan
dağılımının bilinmesi gereklidir.
Bu amaçla ANSYS tarafından geliştirilen SIwave yazılımı kullanılabilir.
SIwave, baskı devre kartı ve elektronik parçaların güç-toprak hattı
Şekil 7. Kutu dışına yerleştirilen anten nedeniyle oluşan elektrik alan dağılımının yan kesit.
Şekil 8. Kutu dışına yerleştirilen anten nedeniyle oluşan elektrik alan dağılımının üst kesit.
ve sinyal bütünlüğü analizleri için
elektromanyetik temelli bir
çözüm programıdır. Altium, Cadence, Mentor ve Zuken gibi
programlarda hazırlanmış projeler
SIwave'e aktarılarak; rezonans,
yansımalar, simültane anahtarlama gürültüsü, güç-topraklama
sıçrama, DC voltaj ve akım dağılımlarının yanı sıra yakın ve uzak
alan radyasyon desenleri de hesaplanabilir. SIwave; DC, AC ve
EMI simülasyonlarının gerçekleştirilmesi için hibrid ve tam dalga
sonlu elemanlar çözüm sistemi
içerir. Şekil 8’de görüldüğü gibi,
baskı devre kartının yakın alan
ışıma paterni, SIwave yazılımı ile
elde edilerek benzer analizler gerçekleştirilebilir.
4. Değerlendirme ve
Sonuç
Bu makalede yer alan analizlerden
görüldüğü gibi, tasarlanan elektronik cihazın bilgisayar destekli analizlerinin tasarım aşamasından
itibaren yapılması, nihai ürünün
EMU kriterlerine uygunluğu sağlanması açısından önemlidir.
EMU analizlerinde, ANSYS elektromanyetik ürün ailesi yazılımları
başarıyla kullanılmaktadır.
Kaynaklar:
[1] Clayton R. Paul,
Introduction to
Electromagnetic
Compatibility, John Wiley
& Sons, Inc, 2. Basım, 2006.
[2] A.Z.Özer, D. Bölükbaş,
“Elektromanyetik Dalganın
İnsan Dokusuna Olan
Etkilerinin Bilgisayar Destekli
Analizi”, Elektromanyetik
Alanlar ve Etkileri
Sempozyumu, EMANET
2013, 8-9 Ekim 2013.
[3] Wolfgang Langguth,
Fundamentals of
Electromagnetic
Compatibility (EMC),
Hochschule für Technik und
Wirtschaft, 2006.
ARGE DERGİSİ 21
MAKALE I El Aletleri
Ayarlı Montaj Anahtarının Tasarımı ve Mekanik Analizi
Fark Yaratan
Malzeme
Tasarrufu
Özet
Yiğit
ERÇAYHAN
Makine Yüksek
Mühendisi,
İZELTAŞ A.Ş.
Ar-Ge Merkezi
Murat
DELİBALCI
Makine
Mühendisi,
İZELTAŞ A.Ş.
Ar-Ge Merkezi
Bu çalışmada, İZELTAŞ A.Ş.
bünyesinde tasarımını ve üretimini
gerçekleştirdiğimiz, patentli ürünümüz olan ayarlı montaj anahtarına
ilişkin tasarım iyileştirmesi çalışmalarındaki mekanik analizlerden bahsedilecektir. Söz konusu anahtar,
çok çeşitli cins ve ebattaki cıvata ve
somunu açabilen, aynı zamanda
dünyada üretimi olmayan bir üründür. Kullanım yerine göre, anahtarın
ağız ve gövde kısmı çeşitli döndürme
momentlerine maruz kalacağından
dolayı, ağız ve gövde kısmında oluşabilecek gerilme değerleri ve dağılımı tespit edilmiştir. Analiz
çalışmaları sonucu elde edilen veriler doğrultusunda, anahtarın gövde
kısmında meydana gelen gerilme
değerlerinin kritik seviyede olmadığı
tespit edilmiş olup, buna istinaden
anahtarın gövde kalınlığı azaltılarak
analiz çalışmaları gerçekleştirilmiş
ve kalınlığın azaltılması ile gerilme
Şekil 2. Mesh işlemi.
22 www.figes.com.tr
Şekil 1.
Ayarlı montaj
anahtarının
ilk tasarımı.
değerlerinin kritik seviyelere ulaşmadığı tespit edilmiştir. Böylece, anahtarın üretimi için daha az miktarda hammadde kullanılması sağlanarak üretim
maliyetleri düşürülmüştür.
1.Giriş
Günümüzde, bilgisayar mühendisliği teknolojilerinin
ilerlemesinin mühendislik bilimlerine en olumlu etkilerinden biri, mühendislik analizlerinin standart bilgisayarlar tarafından yapılabilir hâle gelmesi olmuştur.
Bu analizler sayesinde, bazı durumlarda oluşacak sonuçlar, önceden kestirilebilir bir hâl almıştır. Bu çalışmada kullanılan ANSYS programı, tasarım
programları ile senkron şekilde çalışması ve kullanıcı
dostu ara yüzü sayesinde, savunmadan otomotive
kadar birçok sektörde kullanılan bir programdır. Sonlu
elemanlar yöntemini referans alarak çalışan program,
gelişmiş çözücüleri sayesinde, en kısa sürede en iyi sonucu kullanıcıya vermeyi vadetmektedir. Bu doğrul-
Şekil 3. Ayarlı montaj
anahtarına uygulanan
döndürme momenti.
tuda İZELTAŞ, bünyesine yeni kattığı ANSYS programı ile yaptığı ve yapacağı çalışmalar sayesinde, daha
yüksek kalite ve ürün çeşidinde zenginleşmeyi hedeflemektedir.
İZELTAŞ’ın bünyesinde kurulan Ar-Ge Merkezi tarafından gerçekleştirilen bu çalışmada; bugüne kadar
Türkiye'de ve dünyada üretilmeyen, boyutları
6-22 mm arasında değişen, çeşitli geometrik özelliğe
sahip cıvata ve somunları açabilen, ayarlanabilir
anahtar ağzına sahip, 8" boyunda ayarlı montaj anahtarının model tasarımı ve mekanik analizi yapılmıştır.
Şekil 4. Ayarlı montaj anahtarı ikinci tasarımı.
Şekil 5. Mesh işlemi.
ARGE DERGİSİ 23
MAKALE I El Aletleri
Yapılan analizlerde, ayarlı montaj anahtarının, TS
81 standardına uygun cıvatayı açmak için gereken
asgari döndürme momenti uygulandığında, ağız ve
gövde kısmında oluşan gerilme değerleri ve dağılımı tespit edilmiştir.
Şekil 6. Şekil 6. Ayarlı montaj anahtarına
uygulanan döndürme momenti.
2. Ayarlı Montaj Anahtarının
Sonlu Elemanlar Yöntemi ile
Gerilme Analizi
Bu çalışmada, anahtar ağzı 13 mm olan ayarlı montaj
anahtarının iki farklı tasarımı üzerinde gerilme analizi çalışmaları yapılmıştır. İlk yapılan tasarım,
ANSYS programına aktarılmıştır (Şekil 1). Ayarlı
montaj anahtarının mesh işlemi, 425.310 adet elemanla gerçekleştirilmiştir (Şekil 2). Şekil 3’te belirtilen kırmızı bölgeden ise 25.800 Nmm'lik moment
uygulanmıştır.
Ayarlı montaj anahtarının ikinci tasarımı, ilk tasarımdan farklı olarak, gövde kısmı daha ince olacak
şekilde yapılmış ve ANSYS programına aktarılmıştır
(Şekil 4). Mesh işlemi, 650.761 adet elemanla gerçekleştirilmiştir (Şekil 5). İlk tasarımda olduğu gibi,
ikinci tasarımda da 25.800 Nmm'lik moment uygulanmıştır (Şekil 6).
3. Analiz Sonuçları
(Şekil 7-a). Gerilme dağılımı, anahtarın somunu
tutma yüzeyinde meydana gelmiş ve azami gerilme
292,44 Mpa olarak tespit edilmiştir. Ürünün anah-
7 a) Anahtar ağzının sabit kısmında oluşan gerilme dağılımı.
Yapılan ilk tasarıma göre gerçekleştirilen analiz sonuçları, Şekil 7’de gösterilmiştir. Uygulanan döndürme momentine göre, ağzın sabit kısmında,
ortalama 120 MPa gerilme meydana gelmiştir
7 b) Anahtar ağzının hareketli kısmında oluşan gerilme dağılımı.
7 c) Gövde kısmında
oluşan gerilme dağılımı.
Şekil 7. Ayarlı montaj anahtarının ilk tasarımının gerilme analizi, a) Anahtar ağzının sabit kısmında oluşan gerilme dağılımı, b) Anahtar
ağzının hareketli kısmında oluşan gerilme dağılımı, c) Gövde kısmında oluşan gerilme dağılımı
24 www.figes.com.tr
tar ağzının hareketli kısmında meydana gelen gerilmeler, ortalama 100 Mpa civarındadır (Şekil 7b). Aynı şekilde, gerilme dağılımı, çenenin
somunu tutma yüzeyinde meydana gelmiş ve azami
gerilme, 229,66 Mpa olarak tespit edilmiştir. Ürünün sap kısmındaki ortalama gerilme, 50 Mpa olarak saptanmıştır (Şekil 7-c). Ayarlı montaj
anahtarının kritik bölgelerindeki gerilme dağılımı
sonuçlarına bakıldığında, elde edilen veriler, kullanılan malzeme olan 31CrV3 alaşımlı çeliğin literatürdeki akma gerilmesi değerinden oldukça
aşağıda olduğundan, anahtarın ağız yüzeyinde deformasyon olmayacağı öngörülmüştür.
Analiz yapıldıktan sonra, gövde kısmında oluşan
gerilme değerlerinin kritik değerlere ulaşmamasından dolayı daha hafif bir ürün elde etmek, aynı zamanda malzeme tasarrufu sağlamak için gövde
bölgesinin içi boşaltılarak tekrar gerilme analizi yapılmıştır. Şekil 8’de görüldüğü üzere bir önceki
analizdeki aynı şartlar altında yapılan analiz sonucunda ürünün ağzının sabit ve hareketli kısmında
ortalama olarak aynı değerler bulunmuştur. Fark
olarak ağız kısmında maksimum gerilme değeri
300,12 Mpa, hareketli kısmında maksimum 237,46
Mpa gerilme değerleri elde edilmiştir. Görüldüğü
üzere, önceki tasarımda elde edilen maksimum gerilme değerleri ile yeni tasarımla elde edilen maksimum gerilme değerleri arasında kayda değer bir
fark olmadığı gözlemlenmiştir. Yeni tasarım ile yapılan analiz sonucunda yaklaşık aynı değerler elde
edilmesinden dolayı yeni tasarım uygun bulunmuş
ve böylece yeni tasarlanan modelde 43 gr malzeme
tasarrufu sağlanmıştır.
4. Sonuçlar
Yapılan analizler sonucunda, ikinci yapılan tasarımda, birinci tasarımdakiyle aynı döndürme momenti uygulandığında, gerilme değerlerinin kritik
seviyelere çıkmadığı tespit edilmiştir. Bu sayede,
yeni tasarım ile eski tasarıma göre, bir üründe 43 gr;
yıllık ortalama üretim miktarı ele alındığında ise
yaklaşık 500 kg malzeme tasarrufu sağlanmış ve böylece üretim maliyetleri düşürülmüştür.
8 a) Anahtar ağzının sabit kısmında oluşan gerilme dağılımı.
8 b) Anahtar ağzının hareketli kısmında oluşan gerilme dağılımı.
8 c) Gövde kısmında
oluşan gerilme dağılımı.
Şekil 8. Ayarlı montaj anahtarının ilk tasarımının mukavemet analizi, a) Anahtar ağzının sabit kısmında oluşan gerilme dağılımı, b) Anahtar
ağzının hareketli kısmında oluşan gerilme dağılımı, c) Gövde kısmında oluşan gerilme dağılımı.
ARGE DERGİSİ 25
MAKALE I Enerji
© United States Department of Agriculture
Güneş Enerjili Su Isıtma
Sistemlerinde Rüzgâr Direncinin
FSI Analizi ile Araştırılması
Şekil 1: Lykia 300 lt teras tipi GESI.
Dr. Emine Cerit
Vaillant Group
Turkey
Türk DemirDöküm
Fabrikaları A.Ş.
Ar-Ge
Simülasyon
Sorumlusu
Görkem
Madenoğlu
Vaillant Group
Turkey
Türk DemirDöküm
Fabrikaları A.Ş.
Ar-Ge
Simülasyon
Mühendisi
26 www.figes.com.tr
Simülasyon
Rüzgâra Karşı
Giriş
Kullanımı giderek yaygınlaşan
evsel amaçlı güneş enerjili su
ısıtma (GESI) sistemleri, kuruldukları yerlerde şiddetli rüzgâra
maruz kalabilmektedirler. Bu nedenle kurulum seti ve bağlantı şeklinin, çalışma şartları altında
güvenlik gereksinimlerini sağlayacak şekilde tasarımı önemlidir. Bu
çalışmada, Lykia 300 lt teras tipi
bir GESI sistemi kurulum seti ve
bağlantı şeklinin, 130 km/sa rüzgâr
hızı altındaki davranışı, tek yönlü
FSI (Fluid-Structure Interaction /
Akışkan-Yapı Etkileşimi) analizi
yardımıyla incelenmiş ve elde edilen sonuçların rüzgâr tüneli testinden elde edilen sonuçlar ile
uyumlu olduğu belirlenmiştir.
FSI problemleri, Türk DemirDöküm Fabrikaları A.Ş. bünyesinde,
ANSYS Fluent ve ANSYS Mechanical yazılımlarının birlikte kullanılmasıyla çözülmektedir.
Sayısal Analiz
FSI analizleri, yapıların etraflarından veya içlerinden geçen akışkan
ile birlikte etkileşimli olarak yaptığı dinamik hareketlerin incelenmesine olanak sağlamaktadır.
Akışın etkisinden kaynaklanan
yapının hareketi ya da deformasyonu, akışı etkileyecek büyüklükte
değil ise tek yönlü (one-way); eğer
akışın karakteristiğini değiştirecek
büyüklükte ise çift yönlü (twoway) FSI yaklaşımı kullanılmalıdır.
Bu çalışmada, tek-yönlü bir FSI
uygulaması ele alınmıştır. Diğer bir
deyişle yapı üzerindeki akış kaynaklı basınç etkisi sonlu elemanlar
modeline aktarılmış; fakat yapının
akışa tepkisi ihmal edilmiştir.
Lykia 300 lt teras güneş enerjisi setinin belirlenen şartlar altındaki
davranışlarının gözlemlenebilmesi
amacıyla yapılan FSI analizi, iki
aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada, CFD (Computational Fluid
Dynamics / Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) analizi sonucunda,
kolektöre ve solar tanka etki
eden basınç değerleri bulunur.
İkinci adımda, bulunan basınç
dağılımları yapı üzerine etki ettirilerek yapının bu yüke vereceği
tepki belirlenir. Bu çalışmada, yapılan FSI analizinin yapısal kısmında izlenilen prosedürden
bahsedilecektir.
Rüzgârın arkadan estiği durumda,
kolektörün üst ve alt bölgelerinde
oluşan basınç farkı, kolektörü hareket etmeye zorlamaktadır. Bu ise
Şekil 2 a
Şekil 2 b
Şekil 2: a) Analizi yapılacak sistemin üretim modeli, b) Hesaplamaların yapılacağı model.
kurulum setine etki eden bir yük
oluşturur. Sistemde kolektörler,
ayak setine farklı açılarla monte
edilebilmektedir. Yapılan çalışmada, sisteme etkiyen rüzgâr yükünün en çok olacağı 40 derecelik
montaj durumu seçilmiştir; böylece sistem en kötü şartlarda test
edilecektir.
Analizin yapısal kısmına, geometri
üzerinde gerekli basitleştirmeler yapılarak başlanmıştır. Model üzerinde ağ yapısı oluşturmayı
zorlaştıracak, çözümü uzatacak ve
aynı zamanda sonuçları etkilemeŞekil 3 a
yecek vida dişi ve bölünmüş küçük
yüzeyler gibi ayrıntılar sadeleştirilmiş; kullanılan sac malzemeler
yüzey olarak modellenmiştir. Aynı
zamanda, modelin simetrisinden de
yararlanılmıştır (Şekil 2). Bu şekilde, ağ yapısı oluşturulurken kullanılacak eleman sayısı büyük
ölçüde azaltılmış ve kalitesi arttırılmıştır. Ayrıca, modeli ANSYS
Mechanical yazılımına aktarmadan
önce, bağlantı elemanları, profiller
ve diğer parçalar arasındaki kontakların gerçekteki duruma uygun olması için, gerekli yerlerdeki
yüzeyler bölünerek kontak yüzeyleri
hazırlanmıştır. Böylece, kritik bölgelerde en doğru sonuçlara ulaşmak
mümkün hâle gelmiştir.
Simetri ekseninden kesilerek analize yarım hâlde dâhil edilen modelin, ANSYS Mechanical
yazılımı içindeki simetri koşulu
kullanılarak tam model davranışları göstermesi sağlanmıştır.
ANSYS Mechanical yazılımı üzerinde, kontakların ve ağ yapısının
oluşturulması gibi işlemlere geçmeden önce, ANSYS Workbench
arayüzünde bulunan “Engineering
Şekil 3 b
Şekil 3: Model üzerinde oluşturulan ağ yapısı ve ağ yapısının ayrıntılı görüntüsü.
ARGE DERGİSİ 27
MAKALE I Enerji
Şekil 4:
Modelde
kullanılan yükleme
ve destekler.
Şekil 5:
CFD sonuçlarında
ANSYS Mechanical’a
aktarılan
basınç dağılımları.
Şekil 6:
Aktarılan
basınç dağılımlarının
kontrolü ve
geometri üzerinde
yaptığı etki.
28 www.figes.com.tr
Data” sekmesinden, analizde kullanılacak malzemeler belirlenmiştir. Bu çalışmada, 290 MPa akma
dayanımına sahip çelik ve 150
MPa akma dayanımına sahip alüminyum kullanılmıştır. Materyallere
plastik
davranışları
ekleyebilmek için, malzeme özelliklerinden “Bilinear Isotropic
Hardening” kullanılmış ve tanjant
modülü 100 MPa olarak seçilmiştir. Ayrıca solar tank ve kolektörlerin ağırlıklarının ayarlanması
için, farklı yoğunluklarda oluşturulan malzemeler de analize dâhil
edilmiştir.
Geometrik modelin hazırlanması
ve kullanılacak malzemelerin tanımlanmasından sonra, basitleştirilmiş model ANSYS Mechanical
yazılımına aktarılarak parçalar arasındaki kontaklar ve kontak parametreleri belirlenir. Bu çalışmada,
parçalar arasında sürtünmesiz (frictionless), sabit (bonded) kontaklar
ve tek doğrultuda dönmeye izin
veren mesnetler (revolute joint)
kullanılmıştır. Ayrıca çok sayıda
doğrusal olmayan (non-lineer)
kontak içeren bu tarz analizlerde,
“Contact Tool” kullanılarak kontakların çalışıp çalışmadığı ya da
çalışmaları için ne tür önlemler alınabileceği, analizin sonuçlanması
beklenmeden görülebilir.
Analiz prosedüründe kontaklar belirlendikten sonraki adım, ağ yapısının oluşturulmasıdır. Gerekli
parametreler girildikten sonra, modelin ağ yapısı oluşturulabilir. Yapılan çalışmada, özellikle profiller
üzerindeki kontak bölgeleri gibi
kritik bölümlerde ağ yapısı sıklaştırılarak, oluşabilecek sayısal hataların
en
aza
indirilmesi
amaçlanmıştır (Şekil 3).
Bir sonraki aşamada, yapı üzerine
etki eden yüklerin ve desteklerin
analize dâhil edilmesi gerekir
(Şekil 4). FSI çalışmalarında genel
olarak en önemli yükleme; CFD
sonuçlarından gelen basınç dağılımı ve sıcaklık gibi etkilerdir. Bu
çalışmada, CFD çözümlerinden
elde edilen basınç dağılımlarının,
CFD dosyasındaki hangi geometriden yapısal alandaki hangi geometriye aktarılacağı seçilmiş ve
aktarma işlemi gerçekleştirilmiştir
(Şekil 5).
Basınç dağılımları aktarılırken oluşabilecek karışıklıklara karşı içe aktarılan (import edilen) yükün
geometrisini ve ne ölçüde doğrulukla aktarıldığını, ANSYS Mechanical yazılımının içinden
görmek mümkündür (Şekil 6). Sisteme etki eden diğer yükler olan
kolektör ve solar tankın ağırlıklarının analize dâhil edilebilmesi için
yerçekimi ivmesi açılmıştır. Profillerin cıvatalar yardımıyla sabitlendiği bölgelere sabit destek (fixed
support); yere değen kısımlarına
ise sürtünmesiz destek (frictionless
support) uygulanmıştır.
Bu çalışmadaki gibi lineer olmayan
malzeme ve kontaklar barındıran
analizlerin çözümlerinin tek
adımda yapılması pek mümkün
değildir. Çözüm elde edilse bile sonuçların doğruluğu şüpheli olmaktadır. Bu sebeple bu çalışmada,
analiz ayarlarında, çözümün 50
adımda yapılması gerektiği belirtilmiş; böylece daha kolay ve güvenilir sonuçlar elde edilmiştir.
Şekil 7:
Profiller üzerindeki
deformasyon değerleri.
Analiz Sonuçları
Yapılan FSI analizinden elde edilen sonuçlarda, parçalar üzerindeki
gerilimler ve parçaların deformasyon değerleri incelenmiştir.
Bulunan toplam deformasyon sonuçlarından, parçaların ne kadar
ve hangi yönde hareket ettikleri
anlaşılmıştır (Şekil 7). Bulunan sonuçlar ışığında, U profiller üzerinde, 6 mm’yi aşan deformasyon
değerleri görülmüştür. Bu değerler,
U profiller üzerinde burkulmaya
sebep olabileceğinden, bu simülasyondan çalışmasından sonra U
profiller için burkulma analizi de
ayrıca gerçekleştirilmiş ve profillerin bu çalışma şartları altında gü-
Şekil 8:
Solar tank ve
kolektörlerin
deformasyon değerleri.
venli bir şekilde çalışabileceği görülmüştür.
Profillerin dışında, kolektörler ve
tankın deformasyon değerleri, bu
parçaların etraftaki yapılara çarpması ya da zarar vermesi gibi olasılıklar göz önüne alınarak yapılan
analizler sonucunda, Şekil 8’deki
gibi belirlenmiştir. Tank ve kolek-
törler üzerindeki en yüksek yer değişimi 5 mm mertebesinde olup, bu
yer değiştirmenin sisteme etkisi güvenli sınırlar içindedir.
Profiller üzerinde oluşan gerilmeler, Şekil 9’da görülmektedir. En
yüksek gerilmelerin görüldüğü, U
ve sigma profillerin birleşim bölgesi, Şekil 10’da detaylı gösterilARGE DERGİSİ 29
MAKALE I Enerji
miştir. Parçalar üzerinde meydana
gelebilecek ve akma dayanımından yüksek gerilim değerlerinin
yerleri ve bu alanların büyüklükleri
belirlenmiştir. Sonuç olarak, bu
bölgelerin parçaya zarar verecek
büyüklükte olmadığı belirlenmiş;
ayrıca sistem üzerine gelecek bu
kadar güçlü bir rüzgâr yükü bir seferlik (sürekli olmayan) bir yükleme olacağı için, sistemin bu
şartlar altında zarar görmeyeceği
belirlenmiştir.
Sonuç
Lykia 300lt teras tipi bir GESI sisteminde 130 km/h rüzgâr hızı altında meydana gelecek etkilerin
belirlenmesi için yapılan bu çalışmada, tek yönlü FSI analizi kullanılmıştır. Bu analiz kullanılarak
elde edilen sonuçların, rüzgâr tüneli testi ile bulunan sonuçlarla
uyumlu olduğu görülmüştür.
Bu çalışmanın, ayrıca, uygulamada
kullanımı giderek artan FSI analizlerine ilgi çekmesi ve FSI uygulamalarından bir örnek vererek ilgili
alanlarda çalışan mühendis ve
araştırmacılara yöntemin uygulanışı konusunda fikir vermesi beklenmektedir.
Şekil 9:
Profiller üzerindeki
gerilim dağılımı.
Şekil 10 a
Şekil 10: a) U profiller, b) sigma profiller üzerinde görülen malzemelerin akma dayanımları üzerindeki gerilimler kırmızı renk ile gösterilmiştir.
Şekil 10 b
30 www.figes.com.tr
MAKALE I Genel Makina
ÖZET
Türkiye'deki
hırsızlıkların
büyük kısmı, yaygın ifadeyle
kapı kırılarak yapılmaktadır.
Oysa "Kapı kırma"ların çok
azında gerçek anlamda kapı kırılır. En yaygın yöntem, halk
Kadir İÇİBAL arasında “göbek” olarak biliMakina Mühendisi nen kilit silindirinin (barel)
Kale Kilit
kırılmasıdır. Böylece kilit koAr-Ge Bölümü
layca açılabilir. Bu çalışmada,
silindirin kırılmasını engelleyecek bir silindir destek
parçasının (Silindir Takviye Elemanı) tasarım süreçleri özetlenecektir. Tüm aşamalarında bilgisayar
destekli analiz programı ANSYS’in kullanıldığı tasarım süreci ve yapılan analizler, görseller ve teknik
açıklamalarla sunulmuştur.
Sonlu Elemanlar Yöntemi
ile Kilit Silindir Destek
Parçası Dizaynı
Hırsızların İşi
Daha Zor
1. Giriş
Bir hırsızlık yöntemi olarak kilit silindirinin kırılması, hırsızlar tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Silindirin hammaddesi olan MS58 kalite
pirinç, sağlamlık ve üretilebilirlik açısından optimum bir seçimdir ve bu nedenle silindir imalatında kabul görmüş bir standart haline gelmiştir.
Ne var ki pirinçten imal edilen silindir, özel olarak
yapılmış kırma aparatıyla veya ayarlı pense ile yapılacak bir zorlamaya karşı koyacak seviyede değildir ve kırılma riski taşır. Euro profil olarak bilinen
silindir profilinin montajının yapılabilmesi için,
içinden M5 vidanın geçebileceği bir delik açılmakta ve bu deliğe diş çekilmektedir. Silindir, kırılmaya çalışıldığında, bu M5 vida dişinin açıldığı
bölgeden kırılmaktadır.
Kale Kilit, bu bilgi ve deneyimlerinden hareketle
kırılmaya karşı daha dayanıklı bir silindir üretme
kararı almış ve bu çalışmayı başlatmıştır.
2. Silindirin Takviye Elemanlı
Konstrüksiyonu
Standart silindir gövdesi, pirinç malzemeden üretilen ve farklı boylarda olabilen mamullerdir (Şekil
1). Dünyada zamak, alüminyum ve çelik malzeme
kullanılarak üretilen silindirler de olmakla birlikte;
pirinç, silindir malzemesi olarak en yüksek oranda
kullanılmaktadır.
Bu çalışmada ilk olarak, pirinç silindirin kırılma
şekli değerlendirilmiştir. Kırılma koşullarını ve uygulanabilecek kuvveti değerlendirebilmek için manüel ve çekme makinesinde kullanılabilecek
aparatlar yapılmıştır (Şekil 2 ve 3). Testler ve eldeki
deneyimlerle silindirin en zayıf noktası olan M5
vida deliğinden kırıldığı gözlenmiştir.
Şekil 1: Standart
Euro profil kesitli silindir.
Kırılmaya karşı elde edilen ampirik değerlerden
sonra, tasarım aşamasına geçilmiştir. Şekil 4’te görüldüğü gibi, M5 vida deliğini de kapsayacak bu şekilde, sistemin tümünün mukavemetini arttıracak
bir dizayn yapılmıştır.
Dizayn incelendiğinde, tasarlanan tek bir parçanın
silindir profilinin altını oluşturduğu görülebilir. Silindirin en zayıf yeri olan M5 tespit vidası bölümü,
komple takviye parçasının içinde kalmaktadır. Bu
sayede, vida bölgesi kuvvetlendirilmiştir. Takviye
parçasındaki kanallara ve takviyenin üst tarafına,
silindir profilini tamamlayacak şekilde pirinç parçalar monte edilmektedir. Silindirin şifreleme kısmı,
Şekil 2: Manüel
zorlamalı özel test
aparatı.
ARGE DERGİSİ 31
MAKALE I Genel Makina
Şekil 6: Alternatif tasarım.
Şekil 3: Kuvvetin bilgisayar kontrolünde uygulandığı test düzeni.
Şekil 5: İlk tasarımın manüel test sonrası deforme olmuş hali.
32 www.figes.com.tr
yani pimler ve tüpler, pirinç gövde içinde kalmakta;
bu şekilde, silindir, anahtarla birlikte görevini yapabilecek şekilde tamamlanmaktadır.
Bir diğer çok önemli konu ise takviye parçasının silindirle bağlantısıdır. İlk tasarımda, vida ve yarıklı
pim ile montaj düşünülmüştür. Bu tasarım ile analizler yapılmış, analiz sonucunda mukavemet değerlerinin kritik olduğu görülmüştür. Devamında fiili
testler de yapılmıştır. Gerçekten de manüel ve test
cihazında yapılan denemeler sonrasında gerçekleştirilen ilk tasarımın, tatminkâr olmadığı görülmüştür (Şekil 5).
Alınan sonuç sonrası, yeni tasarımlar yapılmıştır. Yapılan tasarımlar, ilk olarak ANSYS ile
irdelenmiş; bu çalışmaların sonrasında da Şekil 6’da görülen
model seçilmiştir.
Yeni dizaynda, iki vida bağlantısı yerine, 4 vida bağlantısına
geçilmiştir. Bu sayede, pirinç
gövde parçaları ve takviye parçanın çok daha sağlam olabileceği ve yüksek zorlanmalarda
dahi sistemin kırılmadan,
sorun çıkarmadan çalışabileŞekil 4: Takviye
ceği, analiz sonuçlarıyla gösteparçasının 3 boyutlu
rilmiştir.
modeli.
Analiz sonuçlarına göre, malzeme seçimi gözden geçirilmiş ve uygun olan malzeme tespit edilmiştir. Yeni malzeme numunesi ile
testler yapılmış; sonuçların uygunluğu yapılan testlerle de görülmüş ve onaylanmıştır.
Takviye parçası tasarımı ve malzeme seçimi, sonlu
elemanlar yöntemi ile yapılan analizler sonucunda
çok hızlı şekilde netleşmiş ve karar verilen malzeme
doğrultusunda, sadece doğrulama için fiziki testler
yapılmıştır.
Takviye parçasından sonra kritik konu, bağlantı cıvatalarının mukavemetidir. Bir kaç adımda yapılan
analizler sonucunda, mevcut kullanılan cıvatalar seçilmiştir. Son seçilen cıvatalarla fiziki test uygulanmıştır (Şekil 8).
3. Sonuç
Bilgisayar destekli tasarım programında yapılan tasarımların ANSYS ile analizi yapılmış ve uygun tasarımlar için laboratuvarda mekanik doğrulama
testleri gerçekleştirilmiştir.
Testler, TS-EN-1303 standardına göre yapılmıştır.
Standarda uygunluğun tespit edilebilmesi için, var
olan test düzenekleri kullanılmıştır. Ayrıca kırılma
testi, özel bir aparat kullanılarak, manuel olarak yapılmıştır (Şekil 2). Laboratuvarda hazırlanmış, kuvvetin bilgisayar kontrolünde uygulandığı test
düzeneğinde de denemeler yapılmıştır (Şekil 3).
Sonlu elemanlar analizi, tasarım sürecinin hızlandırılmasında çok etkili olmuş; maliyetlerin düşürülmesinin ötesinde, istenilen Kale Kilit kalitesine çok
daha hızlı ulaşılmasını sağlamıştır.
Şekil 7: Dört cıvatalı konstrüksiyonun gövde analizi.
Şekil 8: Cıvata, mukavemet,
hammadde ve boyut değişikliği
analizleri.
ARGE DERGİSİ 33
MAKALE I Otomotiv
Simülasyon Analiz Metodu
ile Araç İçi Isıtma Kaloriferi
Geliştirme Çalışmaları
K
Şebnem
MARMARA
Makine Mühendisi,
AR-GE
Simülasyon
Müh. KALE
Oto Radyatör A.Ş.
Zeki TOSUN
Makine Yüksek
Mühendisi, AR-GE
Tasarım Yöneticisi
KALE Oto
Radyatör A.Ş.
ALE Oto Radyatör’ün,
tüm alt yapısı tamamlanan
ve yeni modern binasında
hizmet veren AR-GE Merkezi,
2011 yılında faaliyete girmiştir.
Aynı yıl ANSYS yazılımının
KALE Oto Radyatör tarafından
kullanılmaya başlanması ile birlikte, termal analizlerin yanı sıra
yorulma, titreşim ve termal gerilme analizleri gerçekleştirilmeye
ve bunların sonuçları detaylı olarak raporlanarak müşterilere sunulmaya başlanmıştır.
Günümüzde üretim süreçlerini kısaltmanın ve üretimde maliyeti düşürmenin önemi düşünüldüğünde,
bilgisayar yazılımlarının bu süreçlerde kullanılmasının sağladığı faydalar göz ardı edilemez. Bilgisayarlı
simülasyonlar sayesinde, tasarlanan
bir ürünün gerçek (fiziksel) prototipi
yapılmadan, sanal ortamda istenilen
şartlarda analizleri gerçekleştirilebilmekte ve tasarımda gerekli değişikliklere gidilebilmektedir.
Şekil 1. Termal analizi yapılan ısıtma
radyatörüne (kalorifer) ait 3B model
görüntüsü.
Bu çalışmada, bir otomobilin
ısıtma-havalandırma ve klima
(heating, ventilation and air conditioning / HVAC) sistemi bünyesindeki bir ısıtma peteğinin (Şekil
1) tasarımında, tüp diplerinin ter-
Şekil 2.
CFD analiz ile
sınır şartları
yüklenen kalorifere
ait sıcaklık
dağılımları.
34 www.figes.com.tr
Şekil 3. Kalorifer peteği CFD akım çizgileri.
mal gerilmelerinin hesaplanması
anlatılacaktır. Bu hesaplamalar,
eğer varsa tüp dibi çatlaklarının
üretimden önce tespit edilmesi ve
tasarım üzerinde gerekli değişikliklerin yapılmasını mümkün kılmaktadır.
Çalışmaya, bilgisayar ortamında 3
boyutlu (3B) olarak tasarımı tamamlanmış olan bir kalorifer peteğinin, bir katı modelleme
programında hesaplamalı akışkan-
lar dinamiği (Computational Fluid
Dynamics / CFD) analizi için
uygun bir model haline getirilmesi
ile başlandı. Bir hacim olan model,
öncelikle 3B tasarım programında
yüzey haline getirildi ve içerisinde
dolaşan soğutucu sıvı, dondurulmuş gibi düşünülerek ayrı bir
hacim haline getirildi. Böylece,
CFD analiz için ihtiyaç duyulan
son model haline ulaşılmış oldu.
Daha sonra, programa aktarılan
(import edilen) geometrinin malzemeleri tanımlandı. Kalorifer peteğinin kazanlarına, tablalarına ve
tüplerine alüminyum (A3003);
içerisinde dolaşan soğutucu akışkana (%50 su + %50 etilen glikol)
ait akışkan ve malzeme sabitleri tanımlandı. Alüminyum için yoğunluk, özgül ısı ve ısı iletim katsayısı
sabitleri; soğutucu akışkan için ise
yoğunluk, viskozite, özgül ısı ve ısı
iletim katsayısı sabitleri kullanıldı.
CFD analizinde çözüm yaklaşımı
olarak, iç ve dış akışkan giriş koşulları, kalorifer peteği için sabit tutulmuş biçimde ısıl performans ve
akış analizi yapıldı.
CFD programına aktarılan katı
modelin mesh işlemi ile ağ yapısı
oluşturuldu. Kalorifer peteğinden
istenilen performans verileri programa tanımlandı. Bu analizde,
soğutucu akışkanın kalorifer peteğine giriş şartı olarak akışkanın debisi (lt/dk), giriş sıcaklığı (°C),
çıkış şartı olarak çıkış basıncı P=0
ve tüp yüzeylerine birim ısı akısı
Şekil 4.
Petek yüzeyindeki
sıcaklık
dağılımları.
Şekil 5.
Yapılan
analiz
sistematiği.
ARGE DERGİSİ 35
MAKALE I Otomotiv
Şekil 6. Isıl gerilmeler.
(W/mm2) sınır şartları tanımlandı.
Yapılan 1600 iterasyon ile kalorifer
peteğinin bu yüklemeler altında
akış ve ısı transfer analizi tamamlandı. CFD analiz sonuçları, Şekil
2’de gösterilmiştir.
Sonraki adımda, yapısal analiz yapabilmek amacıyla, peteğin yüzeyindeki sıcaklık dağılımlarına
ilişkin CFD analiz sonuçları (Şekil
3), ANSYS Mechanical’a aktarıldı
(Şekil 4). Böylece, tüp ile tablanın
birleştiği kısımlardaki -diğer bir deyişle tüp diplerindeki- termal gerilmeleri görebilmek için analiz
yapılabildi.
ANSYS içinde, “External Data”ya
“steady-state thermal” analiz “steady-state thermal” analizin çözümüne de “static structural” analiz
bağlandı (Şekil 5). “Engineering
data” kısmına, malzemeler tanım-
Şekil 7. Eşdeğer gerilmelere ait sonuçlar.
36 www.figes.com.tr
landı. Tekrar mesh işlemi ile ağ yapısı oluşturuldu. Termal sınır şartları tanımlandı. “Static structural”
kısmında da peteğe gerekli sabitlemeler yapıldı ve müşteri tarafından
istenilen 3 eksende de ivmeler tanımlandı. Sıcaklığın da etkisiyle istenilen
ivme
değerlerinde,
kalorifer peteğindeki termal gerilme sonuçlarına ulaşılabildi.
Şekil 6 ve 7’de, tüp diplerinde oluşan azami ve asgari termal gerilmeler yer almaktadır. Kalorifer
peteğinin tüplerinde kullanılan
alüminyum malzemesinin akma
gerilmesi, 220 MPa’dır. Tüplerde
hesaplanan azami gerilmeler, malzemenin akma gerilmesi değerinin
çok altında olduğundan, peteğin
tasarımında herhangi bir değişikliğe gitmeye gerek duyulmayacağı
ortaya çıkmıştır.
SONUÇLAR
Bu çalışmada, bilgisayar ortamında
akışkanlar dinamiği analizi ve yapısal
analiz yöntemleri birleştirilerek, tasarımı yapılmış bir kalorifer peteğinin
üzerindeki yüksek termal gerilmeye
sahip olan tüp veya tüpler tespit edilmiştir. Bu tür bir mühendislik analizi
yaklaşımı, termal gerilemelerin yüksekliğinden dolayı sızıntı oluşturma
ihtimali olan bölgeleri, daha prototip
üretimi yapılmadan belirlemeye olanak sağlamaktadır. Buradaki çalışmada gerek duyulmamasına rağmen,
sızıntı oluşturma olasılığı olan bölgelerde kalınlıkların arttırılması, kullanılan malzemenin değiştirilmesi veya
tasarımda değişiklikler yapılması gibi
önlemlerin uygulanması mümkündür. Böylece, ileride oluşması muhtemel olan hasarlar daha ürün
tasarım aşamasında önlenebilir.
Download

04-figes-mastery_Layout 1