E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Pamukkale University Journal of Engineering Sciences - Pamukkale Univ Muh Bilim Derg: 29 (1)
Volume: 29  Issue: 1 - 2023
1.Cover-Contents
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi
Pages I - V

2.Hyperspectral unmixing with LiDAR-Based total variation regularized non-negative tensor factorization
Kubilay Ataş, Atakan Kaya, Sevcan Kahraman
doi: 10.5505/pajes.2022.70375  Pages 1 - 9
Spektral karışım giderimi hiperspektral görüntülemenin temel araştırma alanlarından birisidir. Son yıllarda Negatif-olmayan Tensör Faktörizasyonuna dayalı yaklaşımlar, bilgi kaybına uğratmadığı ve hiperspektral görüntüleri daha iyi temsil edebildiği için uzaktan algılamada büyük bir önem kazanmıştır. Toplam Değişinti yaklaşımı ise, parçalı pürüzsüzlüğü sağlarken kenar bilgisini de korumaktadır. Öte yandan, kızılötesi algılayıcısı gözlemlenen sahne hakkında yükseklik bilgisini veren Dijital Yüzey Modeli verisini sağlamaktadır. Bu çalışmada, LiDAR Dijital Yüzey Modeli bilgisiyle Toplam Değişinti kısıtı birleştirilerek hiperspektral görüntülerin uzamsal çözünürlüğünü artırmak için tensör faktörizasyonuna dayalı karışım giderimi gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar simülasyon ve gerçek veri setleri üzerinde denenmiş ve uzamsal çözünürlüğü artırılmış hiperspektral görüntüler elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, literatürdeki en yakın çalışma olan Toplam Değişinti kısıtlı Negatif-olmayan Matris-Vektör Tensor Faktörüzasyonu yöntemi ile karşılaştırılmış ve önerilen yöntemin daha iyi performans sergilediği gözlemlenmiştir.
Spectral unmixing is one of the main research areas of hyperspectral image analysis. In recent years, Non-Negative Tensor Factorization based approaches have gained great importance in remote sensing as they do not lose information and can better represent hyperspectral images. The Total Variation approach preserves the edge information while providing piece-wise smoothness. On the other hand, the Light Detection and Ranging sensor provides Digital Surface Model information that gives height information about the observed scene. In this study, hyperspectral unmixing based on tensor factorization is performed to increase the spatial resolution of hyperspectral images by combining LiDAR Digital Surface Model information with Total Variation constrained. Experimental studies are carried out on simulation and real data sets and high spatial resolution hyperspectral images is obtained. The obtained results is compared with the state of the art Total Variation constrained Matrix-Vector Non-Negative Tensor Factorization approach and it is observed that the proposed method obtain better performance.

3.Multi-Objective optimization method for bus splitting problem in energy transmission system
Erdi Doğan
doi: 10.5505/pajes.2022.77672  Pages 10 - 22
Artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek için genişlemeye devam eden elektrik enerjisi iletim sistemi çeşitli güvenlik problemlerine sebep olmaktadır. Şebekeye entegre edilen yeni yatırımların bir sonucu olarak sistem eşdeğer empedansının azalması kısa devre akımlarının yükselmesine neden olmaktadır. Meydana gelebilecek kısa devre akımlarının mevcut kesicilerin kesme kapasitesini aşması önlem alınması gereken önemli bir problemdir. Kısa devre akımlarını sınırlandırmak amacıyla kullanılan yöntemlerden biri bara bölme tekniğini kullanmaktır. Bara bölme yöntemi iki bara bulunan transformatör merkezlerinde fiderleri uygun baralara dağıtarak baralar arasındaki bağlantının kesilmesi suretiyle uygulanmaktadır. Bara bölme yoluyla şebeke konfigürasyonunda yapılan değişiklikler neticesinde her ne kadar kısa devre akımları sınırlandırılabilse de N-1 güvenliğinde bozulmalar ve güç kayıplarında artışlar söz konusu olabilmektedir. Kısa devre akımlarını sınırlandırmak amacıyla sistem eşdeğer empedansını yükseltmenin bir sonucu olarak güç kayıpları da artmaktadır. Kısa devre akımları ile güç kayıpları arasında bulunan bu çıkar çatışması nedeniyle iki amaç arasında bir denge noktasının bulunması gerekmektedir. Bu doğrultuda çalışmamız kapsamında bara bölme optimizasyonu probleminin amaçları kısa devre akımları ve aktif güç kayıpları olarak seçilmiş ve N-1 güvenliği probleme kısıt olarak eklenmiştir. Problemin çözümünde Pareto-optimal kavramını Genetik Algoritmayla birleştiren kısıtlı NSGA-II algoritması çok amaçlı bara bölme optimizasyonu problemini çözmek için kullanılmıştır. Oluşturulan matematiksel model ve kullanılan algoritma IEEE RTS 96-baralı test sisteminde uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar önerilen yaklaşımın kısa devre akımlarını gerektiği kadar sınırlandırma, güç kayıplarının aşırı yükselmesini önleme ve N-1 güvenliğini sürdürme açısından şebekenin güvenli çalışma topolojilerini elde etmede başarılı sonuçlar verdiğini göstermektedir.
The electrical energy transmission system lasted to expand in order to compensate for growing energy demand, leads to a variety of security problems. The decreasing system equivalent impedance in the result of the new investments integrated into the network causes to raise the short-circuit currents. It is a crucial problem, which taking remedial action is a necessity, for the short-circuit currents to be occurred exceed the circuit-breaker capacity. One method used to contain short-circuit currents is to perform the bus splitting technique. The bus splitting method is implemented through distributing feeders to appropriate buses and disconnect the zero-impedance line between buses in substations. Even if the short-circuit currents are restricted thanks to alterations in the network configuration by using bus splitting, the violation of the N-1 security and the growth of the power losses might occur. Increasing the system equivalent impedance in order to limit the short-circuit currents results in greater power losses. A balance between power losses and short-circuit currents should be found out due to the conflict of interest between these objectives. The objective function is created with short-circuit currents and active power losses and N-1 security is implemented as a constraint in this study. The constrained NSGA-II algorithm integrating Pareto-optimality concept into Genetic Algorithm is performed to solve the multi-objective bus splitting optimization problem. Mathematical model and algorithm created are implemented to the RTS 96-bus test system. The results show that the proposed method is successive in obtaining the secure topological frameworks of the network in terms of restricting the short-circuit currents, preventing the over increase of the power losses and maintaining the N-1 security.

4.Analysis of multivariable objective functions for the PID controller tuned by a radial movement optimization
Doğan Can Samuk, Oğuzhan Çakır
doi: 10.5505/pajes.2022.36775  Pages 23 - 29
Bu çalışmada, çok değişkenli amaç fonksiyonlarının (ÇDAF) performans analizi için MATLAB/Simulink ortamında ikinci dereceden zaman gecikmeli bir test sistemi oluşturulmuştur. Analiz edilen amaç fonksiyonları, zaman ağırlıklı mutlak hatanın integrali, hatanın karesinin integrali, mutlak hatanın integrali ve zaman ağırlıklı hatanın karesinin integrali gibi klasik hata tabanlı amaç fonksiyonlarının (KHTAF), geçici durum parametreleri yüzde aşma ve yerleşme zamanı ile toplamından elde edilmiştir. Fonksiyonlarda yüzde aşma ve yerleşme zamanı sırasıyla w1 ve w2 katsayıları ile ağırlıklandırılmıştır. Sistemin kontrolü oransal integral türev (OİT) denetleyici ile yapılmıştır. OİT denetleyicinin parametreleri radyal hareket optimizasyonu (RHO) kullanılarak ayarlanmıştır. Çalışmada ÇDAF’lerin performansını göstermek için yerleşme süresi, maksimum yüzde aşma, yükselme süresi, tepe süresi ve kalıcı durum hatası bilgileri sayısal ve görsel olarak sunulmuştur. Elde edilen sonuçlar ÇDAF’lerin yerleşme süresi ve aşma değeri bakımından KHTAF’lere göre daha iyi performansa sahip olduğunu açıkça göstermektedir. Aynı zamanda RHO algoritması ilk yedi yinelemede optimal çözüme ulaşarak sağlam yakınsama oranı ve hızına sahip olduğunu kanıtlamıştır.
In this study, a second order plus dead time (SOPDT) test system was designed in MATLAB/Simulink platform to analyze the performance of multivariable objective functions (MOFs). These functions consisted of classical error-based objective functions (CEBOFs): integral of time-weighted absolute error, integral of squared error, integral of absolute error, integral of time-weighted squared error, and transient state parameters: maximum percentage overshoot and settling time which has w1 and w2 coefficients, respectively. A proportional integral derivative (PID) controller was employed to control the SOPDT system. In the optimization process, the radial movement optimization (RMO) algorithm was used to tune PID controller parameters. To demonstrate the performance of MOFs, numerical and graphical results were presented in the study, where settling time, maximum percentage overshoot, rise time, peak time and steady state error were given. The obtained results clearly showed that MOFs had a better performance than all CEBOFs in settling time and overshoot value. RMO algorithm also had a robust convergence rate and speed, proving the best optimal solution for all MOFs in the first seven iterations.

5.Group decision making in best-worst method when the best and worst are not unique: case study of scholar selection
Esra Aytaç Adalı, Atalay Çağlar
doi: 10.5505/pajes.2022.08043  Pages 30 - 44
Öğrencilere yönelik burslar, devlet veya kurumlar tarafından sağlanan mali desteklerdir. Sağlanan bursun gerekliliklerini başarıyla yerine getirmek için gerekli olan bilgi, beceri ve yeteneklere sahip çok sayıda rakip öğrenci olabilir. Bu nedenle, burs sağlayıcılar için birden fazla başvuru arasından en uygun öğrencileri seçmek zordur. Bu çalışmada, burs seçimi karmaşık bir karar verme problemi olarak ele alınmış ve bu problem, Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV) yönteminlerinden olan En İyi-En Kötü Yöntemi (BWM) ve Birleşik Uzlaşma Çözümü (CoCoSo yöntemi) birlikte kullanılarak çözülmüştür. Bu yöntemlerin burslu öğrenci seçme problemine uygulanabilirliği, gerçek bir problemin çözümü ile gösterilmiştir. Problem, grup karar verme problemi olarak tasarlanmıştır. Problemde kriterlerin ağırlıkları, Analitik Hiyerarşi Süreci yönteminin geliştirilmiş bir hali olan BWM ile hesaplanmıştır. Aynı zamanda, karar vericilerin en iyi ve en kötü kriterlerinin ortak ve tek olmadığı probleme bir çözüm önerilmiştir. Öte yandan, başvuran adayların sıralamaları için CoCoSo yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışma ile bursiyer seçim problem, ilk kez BWM ve CoCoSo yöntemleri ile çözülmüştür. Çalışmadan elde edilen tatmin edici sonuçlar, bir dizi aday veya alternatif arasından en iyi adayı veya alternatifi sıralamak ya da seçmek için BWM ve CoCoSo yöntemlerinin birlikte kullanımının uygun ve etkili bir yaklaşım olacağını göstermektedir.
Scholarships for the students are the financial supports provided by the government or institutions. There may be a great number of competing applicants with the knowledge, skills and abilities to successfully fulfill the scholarship needs. So, it is difficult to select the most suitable students among multiple applicants for these providers. In this study, scholarship students’ selection is handled as a complex decision making problem and this problem is solved by integration of two Multi Criteria Decision Making (MCDM) methods, Best-Worst Method (BWM) and COmbined COmpromise SOlution (CoCoSo). In order to demonstrate the applicability of these methods to the scholarship student selection problem, a real problem is solved. This problem is designed as a group decision making problem and BWM, the improved Analytic Hierarchy Process method, is employed to derive the weights of the criteria. A solution to the problem where decision makers’ best and worst criteria are not common and unique is suggested. On the other hand, CoCoSo method is used for the ranking purposes of the applicants. The novelty of this study is that scholarship selection problem is solved with BWM and CoCoSo methods for the first time. The integrated usage of BWM and CoCoSo methods is thought as suitable and effective methods to rank or select the best candidate or alternative among a number of candidates or alternatives because of satisfactory results.

6.Prediction of the number of COVID-19 confirmed cases using the hybrid FUCOM-Pareto analysis- random forest method
Seda Hatice Gökler
doi: 10.5505/pajes.2022.32458  Pages 45 - 57
Aralık 2019 tarihinde ortaya çıkan ve halen etkisini devam ettiren COVID-19 salgınının ardından neredeyse tüm ülkeler virüsün yayılmasını kontrol altına almak için katı önlemler uygulamak zorunda kalmıştır. COVID-19’un yayılım hızına etki eden çok sayıda kriter olması ve en etkili kriterlerin belirlenememesi yayılımın, dolayısıyla pozitif vaka ve ölüm sayısının artmasına neden olmaktadır. Uzmanların yayılımı azaltabilmesi yayılımı etkileyen kriterlerin belirlenmesine bağlıdır. Bu nedenle çalışmada; öncelikle yayılım hızına etki eden kriterlere ait ağırlıklar çok kriterli karar verme yöntemi olan tam tutarlılık yöntemi (FUCOM) kullanılarak belirlenmiş, elde edilen kriter ağırlıkları baz alınarak yayılımı en çok etkileyen kriterler Pareto analizi ile tespit edilmiştir. Daha sonra elde edilen kriter baz alınarak rassal orman (RO) yöntemiyle onaylanmış vaka sayıları tahmin edilmiştir. RO yöntemine ait performans kriterleri değerleri; yapay sinir ağı, karar ağacı ve destek vektör makinası gibi farklı yapay zeka yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. RO yönteminin; RMSE (3247), MAE (1714) ve RRSE (0.374) hata değerleriyle ve %92.9 gibi yüksek tahmin başarısı ile daha iyi değerler verdiği görülmüştür.
After the COVID-19 epidemic, which emerged in December 2019 and is still in effect, almost all countries had to implement strict measures to control the spread of the virus. The ability of experts to reduce the spread primarily depends on the determination of the criteria affecting the spread. The fact many criteria that affect the rate of spread of COVID-19 and the most effective criteria cannot be determined, causes the spread, and therefore the number of positive cases and deaths to increase. Therefore, in the study; firstly, the weights of the criteria affecting the rate of spread were determined by using the full consistency method (FUCOM), which is a multi-criteria decision-making method, and the criteria that most affected the spread were determined by Pareto analysis, based on the criteria weights obtained. Then, based on the criteria obtained, the number of confirmed cases was predicted using the random forest method. The performance criteria values of the random forest were compared with different artificial intelligence methods such as artificial neural network, decision tree and support vector machine. Random forest gave the best results with error values (RMSE (3247), MAE (1714) and RRSE (0.374)). In addition, the random forest achieved a high prediction success of 92.9%.

7.Effect of frequency on the evaluation of the concrete defects by ultrasonic shear wave tomography
Mustafa Altuğ Peker, Bekir Pekmezci
doi: 10.5505/pajes.2022.26225  Pages 58 - 67
Ultrasonik Kayma Dalgaları Tomografisi (UKDT) yapıdaki nesneleri, ara yüzleri ve anomalileri tespit etmek için ultrasonik kayma dalgaları kullanan modern bir tahribatsız yöntemi olarak önerilmektedir. Bu yöntem sayesinde yapının tamamının hızlı ve ekonomik bir şekilde hiçbir elemana zarar vermeden incelenebilmesine olanak tanınmaktadır. Bu şekilde yapı elemanlarında kayma dalgalarının ultrasonik geçiş özellikleri üç boyutlu olarak görselleştirilebilmektedir. Bu çalışmada betonun UKDT ile incelenmesinde frekansın etkisi üzerine yapılan deneysel çalışma sonucunda elde edilen bulgular sunulmuştur. Deneysel çalışmalarda kullanılan cihazda 24 adet transdüser bulunur ve cihazın çalışma frekans aralığı 25-250 kHz’dir. Deneyler için laboratuvarda 50x50x22 cm boyutlarında üç adet beton numune üretilmiştir. Donatı ve kusurları temsil etmesi amacıyla beton numunelerin içerisine farklı malzemeler yerleştirilmiştir. Her bir numune üzerinde dört farklı frekans değerinde (25-50-100-200 kHz) deneyler yapılmıştır. Deneyler sonucunda her bir frekans değerinde elde edilen tomografik kesitler ile numuneler içerisine yerleştirilen, tip, ebat ve yerleşimleri bilinen donatı ve kusurlar eşleştirilmeye çalışılmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlara göre, uygulanan beton malzemelerde UKDT yöntemi ile yapılacak olan deneylerde, aranan kusurun özelliklerine göre, uygulanan frekans değerinin sonucun doğruluğuna etkisinin değiştiği sonucuna varılmıştır. 25 kHz ve 50 kHz frekanslarında yapılan deneylerde numunelerin içerisine yerleştirilen malzeme boyutlarının belirlenmesini gerçeğe yakın doğrulukla belirleyebilmekteyken 100 kHz ve 200 kHz değerleri ise sadece numune boyutlarının yani beton elemanın sınırlarının belirlenmesi için yeterli olabilmiştir.
Ultrasonic Shear Wave Tomography (USWT) is recommended as a modern non-destructive method that uses ultrasonic shear waves to detect objects, interfaces, and anomalies in the structure. The entire structure can be analyzed quickly and economically without destruction of any structural element. Thus, ultrasonic transition properties can be visualized in three dimensions by means of this method. In this work, results of experimental studies conducted on the effect of frequency on the analysis of the concrete by USWT are explained. The test device used in experimental studies has 24 transducers and its operating frequency range is 25-250 kHz. 50x50x22 cm sized three concrete specimens were produced in the laboratory for the experiments. Different materials were embedded in the concrete specimens to represent reinforcement and defects. Experiments were carried out at four different frequency values (25-50-100-200 kHz) on each specimen. The tomographic cross-sections obtained at each frequency value were studied. The reinforcement and defects obtained in tomography sections were tried to match the known properties of placed objects in the concrete specimens. According to the results obtained in this study the accuracy of the results obtained depending on the frequency value varies according to the characteristics of the defect. The materials placed in the specimens tested at 25 kHz and 50 kHz values were determined with high accuracy whereas the values of 100 kHz and 200 kHz were only satisfactory to determine the specimen sizes, in other words, the boundaries of the concrete element.

8.Experimental investigation of the effect of process parameters on springback behavior of SCGADUB1180 high strength sheet
Samet Karabulut, İsmail Esen
doi: 10.5505/pajes.2022.76329  Pages 68 - 75
Dayanımı yüksek ve hafif yüksek mukavemetli çelikler, otomotiv sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek mukavemetli sacların şekillendirilmesinde geri yaylanma, yırtılma ve incelme kadar önemli bir problemdir. Bu çalışmada, SCGADUB1180 yüksek mukavemetli sacının çekme testleri yapılarak mekanik özellikleri tanımlanmış ve V büküm prosesinde, zımba hızı, kalıp açısı, ütüleme süresi, hadde yönü parametrelerinin geri yaylanmaya etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Literatürde, SCGADUB1180 yüksek mukavemetli sacının şekillendirilmesi ve geri yaylanma davranışları üzerine araştırmaya rastlanmamıştır. Araştırma sonucunda, zımba hızının artmasıyla geri yaylanma miktarları artmıştır. Ütüleme süresinin artmasıyla geri yaylanma miktarı azalmıştır. O° hadde yönünde en az geri yaylanmalar görülmüştür. Kalıp açısının artmasıyla geri yaylanma miktarları artmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar, yüksek mukavemetli sacların geri yaylanma davranışların tahmin edilip, bükme prosesinde mekanik davranışlarının anlaşılmasına fayda sağlayacaktır. Bu faktörlerin kalıp tasarımı ve proses oluşumu sırasında dikkate alınması final parça tasarımında başarılı sonuçların alınmasına yardımcı olacaktır.
High-strength steels with high strength and light weight are widely used in the automotive industry. Springback is as important a problem as tearing and thinning when forming high-strength sheets. In this study, the mechanical properties of SCGADUB1180 high strength sheet were determined by tensile tests and the effect of punch speed, bending angle, holding time, rolling direction parameters on springback in the V bending process was experimentally investigated. In the literature, there has been no research on the shaping and springback behavior of SCGADUB1180 high-strength sheet metal. As a result of the research, the amount of springback increased with increasing punch speed. With increasing holding time, the amount of back spring has decreased. At least springbacks have been observed in the direction of O° rolling. As the bending angle increased, the amount of springback increased. The experimental results obtained will help to estimate the springback behavior of high-strength sheets and understand their mechanical behavior in the bending process. Taking these factors into account during mold design and process formation will help to achieve successful results in final part design.

9.The effects of TIG welding parameters on the microstructure and mechanical properties of AISI 316L stainless steel
Ali Yürük
doi: 10.5505/pajes.2022.43825  Pages 76 - 85
Bu çalışmada yüksek korozyon direnci nedeni ile nükleer güç santrallerinde yaygın bir şekilde kullanılan AISI 316L östenitik paslanmaz çelik, TIG kaynak yöntemi ile farklı kaynak akımlarında ve kaynak hızlarında, ilave tel kullanılmadan birleştirilmiştir. Daha sonra üretilen kaynaklı birleştirmelerin ısı girdileri hesaplanarak, numunelere makro ve mikroyapı çalışmaları, sertlik, çekme ve eğme testleri uygulanmıştır. Mikroyapı çalışmaları sonucunda kaynak metalinin östenit + çatısal ferrit ya da delta ferritten oluşan bir mikroyapıya sahip olduğu görülmüştür. Sertlik deneyleri sonucunda kaynak akımının artması ile sertliğin düştüğü gözlenirken kaynak hızının artması ile de sertliğin yükseldiği belirlenmiştir. Çekme deneyleri sonuçları ise sertlik ölçümleri ile benzerlik göstererek kaynak akımının artması ile çekme dayanımı düşerken kaynak hızının artması ile çekme dayanımı artmıştır. Yapılan 1800 eğme testlerinde ise ne kep eğmelerinde ne de kök eğmelerinde herhangi bir yırtılma ya da çatlamaya rastlanmamıştır.
In this study, AISI 316L austenitic stainless steel, which is widely used in nuclear power plants due to its high corrosion resistance, is joined by TIG welding method at different welding currents and welding speeds without using additional wire. Then, the heat inputs of the produced welded joints were calculated and macro and microstructure studies, hardness, tensile and bending tests were applied to the samples.. As a result of the microstructure studies, it has been observed that the weld metal has a microstructure consisting of austenite + Skeletal ferrite or delta ferrite. As a result of the hardness tests, it was observed that the hardness decreased with the increase of the welding current, and the hardness increased with the increase of the welding speed. As a result of the tensile tests, similar to the hardness measurements, the tensile strength decreased with the increase of the welding current, while the tensile strength increased with the increase in the welding speed. No tearing or cracking was observed in either the cap twists or the root bends in the 1800 bending tests..

10.Investigation on impact and DWTT resistance at low temperatures in Nb and Ti micro alloy steels
Ömer Saltuk Bölükbaşı, Cemre Keçeci
doi: 10.5505/pajes.2022.06325  Pages 86 - 93
Yeni nesil petrol boru çelikleri, kullanıldıkları iklim koşullarına bağlı olarak yüksek mukavemet ve mükemmel tokluk ihtiyacı ile karşımıza çıkmaktadır. Petrol ve doğalgazın taşınması sırasında bu çeliklerin yüksek sertlik ile birlikte darbe dayanımının da en üst seviyede olması gerekmektedir. Son yıllarda, 0oC gibi genel test sıcaklıkları, eksi derecelerden daha düşük olma eğilimindedir. Bu çalışmada (American Petroleum Institute X70 Quality) API X70, darbe, (düşürme-ağırlığı yırtılma testi) DWTT ve mukavemet; 10 mm'den kalın rulolar üzerinde modellenmiştir. Ayrıca düşük sıcaklıklarda yüksek darbe dayanımı için gerekli parametreler modelleme ile belirlenmiştir. Belirtilen parametrelerde çelik üretimi ve haddeleme sonrasında mekanik testler ve mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Mukavemet ve tokluğun mekanik özellikler üzerindeki etkisini belirlemek için kimyasal analiz ve haddeleme parametreleri için farklı test setleri hazırlanmıştır. Titanyum seviyesi ve farklı bekletme süreleri ile termomekanik ve konvansiyonel haddelemenin mamul mikro yapı ve test sonuçlarında yarattığı farklılıklar araştırıldı. Farklı proses parametreleri ile üretilen malzemelerin darbe enerji değerleri büyük veri setleri kullanılarak incelenmiştir. Sonuç olarak termomekanik haddeleme yöntemi ile üretilen ve tanelerin en küçük ve mikro yapı içerisinde homojen dağılmış olanların malzeme kalitesi olarak beklentileri karşıladığı tespit edilmiştir.
Depending on the climatic conditions in which they are used, new generation petroleum pipe steels come up with the need for high strength and excellent toughness. During the transportation of oil and natural gas, these steels should be at the highest level of impact resistance along with high hardness. In recent years, the general test temperatures, such as 0oC, tend to be lower minus degrees. In this study; (American Petroleum Institute X70 Quality) API X70, impact, (drop-weight tear test) DWTT, and strength were modeled on rolls with thicker than 10 mm. In addition, the necessary parameters for high impact strength at low temperatures were determined by modeling. After the steel production and rolling with the specified parameters, mechanical tests and microstructure examinations were carried out. In order to determine the effect of strength and toughness on mechanical properties, different test sets were prepared for chemical analysis and rolling parameters. The differences in the product microstructure and test results of the titanium level and different holding times and thermomechanical and conventional rolling were investigated. The impact energy values of the materials produced with different process parameters were examined using large data sets. As a result, it has been determined that the particles produced by the thermomechanical rolling method and the particles are the most minor and homogeneously dispersed in the microstructure meet the expectations in terms of material quality.

11.Determination of sensitivity and contribution ratios of parameters affecting Organic Rankine Cycle efficiency with multivariant optimization
Sadık Ata, Ali Kahraman, Remzi Şahin
doi: 10.5505/pajes.2022.35094  Pages 94 - 103
Bu çalışmada, Organik Rankine Çevrimi (ORÇ) üzerinde etkisi olan performans parametrelerinin hassasiyet seviyeleri ve katkı oranları belirlenmiştir. Performans parametreleri evaporatör-kondenser pinch point sıcaklık farkı (∆TPP,e, ∆TPP,k), soğutma suyu giriş sıcaklığı (Tc,i), aşırı kızdırma sıcaklığı (Tak), türbin-pompa izantropik verimleri (ƞt ve ƞp) olarak seçilmiştir. Bu parametrelerin ORÇ sistemi üzerindeki etkisi farklı amaç fonksiyonları altında değerlendirilmiştir. İncelenen amaç fonksiyonları; ısıl verim, net güç ve ekserji verimi maksimizasyonu ile toplam tersinmezlik, hacimsel debi oranı (VFR) ve çevresel etki faktör (EEF) minimizasyonudur. Böylece enerji-ekserji analizi ile termodinamik performans, türbin ekonomisinde önemli etkisi olan VFR ve termodinamik sürdürülebilirlik indeksleri ile çevresel faktör incelenmiştir. Amaç fonksiyonlarının değişmesiyle performans parametrelerinin etkisinin büyük bir oranda değişkenlik gösterdiği tespit edilmiştir. ∆TPP,e’nin etkisi maksimum ısıl verimin elde edilmesinde %20.59 etkili iken, maksimum türbin gücünün elde edilmesinde %71.9 etkili olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada Taguchi-ANOVA’dan yararlanılmıştır. L25 ortogonal dizilim kullanılmasıyla amaç fonksiyonlarına ulaşılmasında optimum ortogonal dizilimler ve parametrelerin hassasiyet seviye sıralaması tespit edilmiştir. Tüm amaç fonksiyonlarının eşit oranda etkilediği bir ağırlık fonksiyonu tanımlanmasıyla ORÇ performansı üzerinde %42.85 ∆TPP,e ve %25.71 ise Tc,i’nin etkisinin olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın son kısmında ise regresyon analizi ile amaç fonksiyonlarının elde edilmesi için ampirik denklemler türetilmiştir. Her bir amaç fonksiyonu için performans parametrelerine bağlı olarak denklemler çıkarılmıştır. Ampirik denklem ile tahmin edilen sonuçlar ile nümerik analiz sonuçları farklı istatistiksel yöntemler kullanılarak karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarına göre ampirik denklemlerin ORÇ performansının belirlenmesinde başarılı bir şekilde kullanılabileceği tespit edilmiştir.
In this study, the sensitivity levels and contribution rates of the performance parameters that have an effect on the Organic Rankine Cycle (ORC) were determined. Performance parameters were chosen as evaporator-condenser pinch point temperature difference (∆TPP,e, ∆TPP,k), cooling water inlet temperature (Tc,i), superheating temperature (Tak), turbine-pump isentropic efficiencies (ƞt and ƞp). The effects of these parameters on the ORC system were evaluated under different objective functions. Examined objective functions; thermal efficiency, net power, and exergy efficiency maximization; total irreversibility, volumetric flow rate (VFR) and environmental impact factor (EEF) minimization. Thus, thermodynamic performance with energy-exergy analysis; VFR, which has a significant impact on turbine economy; thermodynamic sustainability indices and environmental factor were examined. It has been determined that the effect of performance parameters varies greatly with the change of objective functions. While the effect of TPP was 20.59% effective in obtaining maximum thermal efficiency, it was determined that it was 71.9% effective in obtaining maximum turbine power. Taguchi-ANOVA was used in the study. By using the L25 orthogonal array, the optimum orthogonal arrays and the sensitivity level order of the parameters have been determined to reach the objective functions. By defining a weight function that affects all objective functions equally, it was determined that 42.85% ∆TPP,e and 25.71% Tc,i had an effect on ORC performance. In the last part of the study, empirical equations are derived to obtain objective functions by regression analysis. Equations are derived for each objective function depending on the performance parameters. The results estimated by the empirical equation and the numerical analysis results were compared using different statistical methods. According to the comparison results, it has been determined that the empirical equations can be used successfully in determining the ORC performance.

12.The effect of vibration isolator on the dynamic response of machine tools
Ahmet Köken, Abdurrahman Karabulut
doi: 10.5505/pajes.2022.68327  Pages 104 - 109
Titreşim kuvvetlerinin makineye veya temele iletimini azaltmak için titreşim yalıtım sistemi uygulanır. Makinelerden kaynaklanan titreşimler, çevreye yayılabilir ve aynı yerdeki veya komşu yerleşim alanlarındaki çalışanları ve diğer hassas makineleri olumsuz etkileyebilir. Bu çalışmada, takım tezgâhlarının zemin titreşim problemini azaltmak amacıyla titreşim sönümleyicilerin tezgâh zemin yalıtımına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Takım tezgâhlarının dinamik cevabına titreşim takozunun etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar, takım tezgâhlarının zemin yalıtımında titreşim takozu kullanılmasının, zemine iletilen titreşimlerin azaltılmasında etkili olduğunu göstermiştir. Titreşim takozu, zemine iletilen titreşimleri önemli ölçüde azaltmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar, titreşim yalıtım elemanı olarak önerilen izolatörün uygulanabilirliğini ve geçerliliğini doğrulamaktadır. İzolatör, takım tezgâhlarının zemin titreşimini verimli bir şekilde en aza indirebileceğini göstermiştir.
Vibration isolation system is applied to reduce the transmission of vibration forces to the machine or foundation. Vibrations from machinery can spread to the environment and adversely affect workers and other sensitive machinery in the same or adjacent residential areas. In this study, the effect of vibration dampers on the machine floor insulation was investigated experimentally in order to reduce the ground vibration problem of machine tools. The effect of vibration isolator on the dynamic response of machine tools was investigated. The results showed that the use of vibration isolators in the ground insulation of machine tools is effective in reducing the vibrations transmitted to the ground. The vibration isolator has significantly reduced the vibrations transmitted to the ground. The experimental results obtained confirm the applicability and validity of the proposed isolator as a vibration isolation element. The isolator has demonstrated that machine tools can effectively minimize ground vibration.

LookUs & Online Makale