DERGİDEN

FİGES İLERİ MÜHENDİSLİKVE ARGE TEKNOLOJİLERİDERGİSİ2014-1 / Sayı: 4(Ocak-Şubat-Mart 2014)

ISSN: 2147-9550

FİGES A.Ş. Adına SahibiYönetim Kurulu Başkanı Dr. Tarık Öğüt

Sorumlu Yazı İşleri MüdürüAli Özgür Emekliozgur.emekli@figes.com.tr

Yönetim YeriFİGES A.Ş.Ulutek Teknoloji Geliştirme Bölgesi,Uludağ Üniversitesi Görükle Kampüsü,16059 Nilüfer Bursa

Telefon : +90 224 280 8525Faks : +90 224 280 8532

www.figes.com.tr

TEKNİK HİZMETLERYayına Hazırlama ve TasarımUMSA Prodüksiyon Ltd. Şti. Telefon: +90 312 225 4173

Basım YeriAda Ofset Matbaacılık San. ve Tic. Ltd. Şti.Litros Yolu 2. Matbaacılar SitesiE Blok No: ZE-2 Kat:1Topkapı / İSTANBULTelefon: +90 212 567 1242Matbaa Sahibi: Kemal Kabaoğlu

Yayın TürüYerel Süreli Türkçe İngilizce Bilimsel Yayın

3 ayda bir yayımlanır.Dergide Yayımlanan Yazı, Fotoğraf, Harita, İllüstrasyon ve Konuların Her HakkıSaklıdır. Kaynak Gösterilmek şartıyla Alıntı Yapılabilir. Yayınlanan Eserlerin Sorumluluğu Eser Sahiplerine Aittir.

Aksi belirtilmedikçe tüm görseller:© ANSYS, MATHWORKS ve FİGES

Para ile satılmaz

Değerli Okuyucularımız,Daha dün ilk sayıyı çıkartmanın heyecanınıyaşıyorduk; şimdi ise ARGE Dergisi olarak 4.sayımızı ve dolayısıyla ilk yılımızı kutluyoruz.Bu noktaya ulaşabilmemizde emeği geçen tümekip arkadaşlarıma; dergimize teknik makaleve söyleşileriyle katkıda bulunan paydaşları-mıza; yayıncılık maceramızda engin tecrübele-rinden yararlandığımız MSI Dergisi ekibineen içten teşekkürlerimi sunuyorum.Derginin fikir babası, kurucusu ve sahibi Dr. Tarık Öğüt’e ise geniş bir uzak görüşlü-

lükle böyle bir çalışmayı başlattığı ve desteğini yoğun biçimde sürdürdüğüiçin, özel olarak teşekkür etmek istiyorum. Dr. Tarık Öğüt olmadan böylebir iş başarılamazdı.Bu sayıda, önceki sayılarımıza göre daha geniş bir içerikle karşınızdayız. Der-gimize verdikleri söyleşileriyle katkıda bulunan SSM Sanayileşme Daire Baş-kanı Bilal Aktaş’a ve DEARSAN Tersanesi Yönetim Kurulu Başkanı TanerAkkaya’ya da ayrıca teşekkür ederim. Makaleler tarafında ise bu sayıda ol-dukça geniş bir yazar listemiz oldu, o nedenle hepsinin ismini ayrı ayrı ana-mıyorum; lütfen bahanemi kabul etsinler. Bu anlamda, FNSS’den CanerTaşan ve ekibine; İZELTAŞ’tan Yiğit Erçaylan ve ekibine; KALE OTORADYATÖR’den Zeki Tosun ve ekibine; KALE KİLİT’ten Kadir İçibal’ave FİGES’ten Yrd. Doç. Dr. Deniz Bölükbaş’a, şahsım ve ARGE Dergisiadına teşekkür ederim.Son olarak, FİGES’teki ve dolayısıyla dergideki çalışma hayatımı noktaladı-ğım haberini sizlerle paylaşmak istiyorum. ARGE Dergisi’ne, yayın hayatındabaşarılar diliyorum.

Gelecekte yine görüşmek üzere...Hoşçakalın!

Ali Özgür EmekliPazarlama Direktörü

FİGES A.Ş.

1 Dergiden

2 FİGES’ten Haberler veYaklaşan Etkinlikler

4 SÖYLEŞİ: Bilal AKTAŞSanayileşmede Hedef: Derinleşme ve TabanaYayılma

8 8x8 Askeri Kara AracıGövde-Silah Kulesi UyumununSağlanması Amacıyla Modal Analiz ve DoğrulamasıPars 8x8’de Modal Analiz

12 SÖYLEŞİ: Taner AKKAYATasarımdan ve Mühendislikten Tasarruf Olmaz

18 Elektromanyetik Uyumluluk ve Girişim Analizleri

22 Ayarlı Montaj AnahtarınınTasarımı ve Mekanik AnaliziFark Yaratan Malzeme Tasarrufu

26 Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemlerinde RüzgârDirencinin FSI Analizi ileAraştırılmasıSimülasyon Rüzgâra Karşı

31 Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Kilit Silindir Destek Parçası DizaynıHırsızların İşi Daha Zor

34 Simülasyon Analiz Metodu ile Araç İçi Isıtma Kaloriferi Geliştirme Çalışmaları

ARGE DERGİSİ 1

2 www.figes.com.tr

Bilgi Üniversitesi ve FİGES İş Birliği ile Elektrik Piyasasında Modelleme veSimülasyon UygulamalarıSemineriBilgi 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

Değerli Okuyucularımız, Değerli Müşterilerimiz,

Dergimizin 4. sayısını yayına hazırlarkensizlerden olumlu ve cesaret verici geri bil-dirimler almaya devam ediyor olmak he-

pimizi memnun ediyor. Bizlere e-posta, telefon vb.yollar ile ulaşıp görüş ve önerilerini, olumlu yön-lerimizi, eksiklerimizi ve geliştirmeye açık yönle-rimizi bildiren herkese çok teşekkür ediyorum.Amacımız; dergimizi okunabilir nitelikli birARGE dergisi hâline getirmek. Kendimizi geliştir-

memize vesile olacak görüş ve önerilerinizi bize iletmenizden ve dahasıçalışmalarınızı tanıtma yönünde sizlerle çalışmaktan gurur duyarız.Dergimizin bu sayısında, hem FİGES bünyesindeki çalışmalardan bazıörnekler hem de farklı sektörlerdeki kuruluşlarımızın yürütmüş olduğuçalışmalar, yine teknik makale olarak yer alıyor.Dergimiz aracılığı ile sizlere, bünyemizdeki farklı uzmanlık alanlarındanve ARGE birimlerinden bilgi vermeye çalışacağımızı önceki sayılarımızdabelirtmiş; Elektromanyetik Tasarım ve Analizler ekibimiz ile Mekatronikve Sistem Modelleme ekibimizi tanıtmıştım. Bu sayımızda, “MekanikTasarım ve Prototip İmalatı” ekibimizden size bahsetmek istiyorum. Eki-bimiz, Dr. Can Alpdoğan’ın yönetiminde çalışmalarını sürdürüyor; me-kanik sistem tasarımı, test ve ölçüm sistemleri tasarımı ve prototipimalatı gibi alanlarda hizmet veriyor. FİGES olarak, Ankara Ostim’dekiatölyemizde yürüttüğümüz mekanik tasarım ve prototip imalatı; diğerbir deyişle anahtar teslim çözümler olarak adlandırdığımız çalışmaları-mız, büyük bir ivme ile gelişiyor. Bugüne kadar savunma sektörü ağır-lıklı olarak gelişen projeler kapsamında ASELSAN, ROKETSAN veTÜBİTAK SAGE ile olumlu yönde gelişen çalışmalar gerçekleştiriyoruz.Savunma, havacılık, otomotiv, biyomedikal ve beyaz eşya sektörlerindehizmet vermeyi sürdürüyoruz.Teknik eğitim programlarımızı detaylandırıp genişletmeye devam edi-yoruz. Geçen yıl TAYSAD bünyesinde yürüttüğümüz, “Yapısal AnalizMühendisi Yetiştirme Sertifika Programı”nı başarı ile tamamladık. Prog-rama, endüstriden önemli ilgi ve katılım oldu. Bu programı, ülkemizindiğer sektörlerinde yer alan öncü firmalarımıza özel olarak tekrarlamayıda planlıyoruz. Benzer bir eğitim programı olarak, “Akustik ve Ses Bil-gisine Giriş”i, yakın zamanda ve yine TAYSAD bünyesinde, başarılı birşekilde gerçekleştirdik. Uzmanlık alanlarına ve özellikle ileri mühendis-lik analizleri alanında yetiştirme programlarına önem vermek; bu ko-nuda ilgili sanayilerimizin ihtiyacı doğrultusunda, nitelikli ve uzmaninsan kaynağı yetiştirilmesine katkıda bulunmak istiyoruz. Bu yöndekiçalışmalarımız, artarak devam edecek.Geri bildirimleriniz ışığında, ARGE Dergisi’ni, sizler için daha ilgi çekicihâle getirmeye ve geliştirmeye devam edeceğiz.Bu sayımızın ve içeriğinin, beklentilerinize cevap vermesi ümidi ile ba-şarılı ARGE çalışmaları diliyorum.

Saygılarımla,Dr. Şadi KopuzGenel Müdür

2 www.figes.com.tr

HABERLER I FİGES’ten

“Design and Simulation of Communication and Radar Systems” SeminerleriFİGES, yurt dışından gelecekkonuk konuşmacı ile birlikte,radar sistemleri ve sinyal işlemekonularında, 25 Şubat’ta Ankarave 27 Şubat’ta İstanbul’da etkinlikler gerçekleştirecek. Seminerlerin detaylı içeriklerine FİGES web sayfasından ulaşabilirsiniz:www.figes.com.tr/seminer

ANSYS Uygulamaları veANSYS 15.0 Yenilikleri25 Şubat’ta İstanbul, 27 Şubat’taAnkara, 4 Mart’ta İzmir ve 6 Mart’taBursa olmak üzere, dört ayrı şehirde,“ANSYS Uygulamaları veANSYS 15.0 Yenilikleri” konuluseminerler dizisi gerçekleştirilecek.Detaylı bilgiler FİGES web sitesinde yer alıyor.

etkinlikte, Elektrik Fiyatı Tahmin Modelleri, Elektrik Fiyatı Simülasyonları ve “Cash Flow at Risk” hesaplamaları konuları, değerli uzman akademisyenler tarafından ele alındı.

Yaklaşan Etkinlikler

FİGES Teknik EğitimlerFİGES, teknik eğitimler kapsamında TAYSAD bünyesinde çeşitli uzmanlık alanlarında eğitimler gerçekleştirilecek. Eğitimlere,TAYSAD üyeleri dışından ve tüm sektörlerden katılım damümkün: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 2014FİGES, 25-27 Mart tarihlerinde,Katar’da gerçekleşecek DIMDEX 2014 (Doha International Maritime DefenceExhibition & Conference) fuarına, ODTÜ Teknokent-TSSK şemsiyesi altında stant açarak katılım sağlayacak.

18. Bilgisayar DestekliMühendislik ve SistemModelleme KonferansıBu yıl da FİGES’in tüm ilgilisektör temsilcilerini davet ettiği,“18. Bilgisayar Destekli Mühendislik ve Sistem Modelleme Konferansı” 18 Nisan’da, İstanbul’da gerçekleştirilecek.

Berlin Air Show ILA 2014FİGES, 20-25 Mayıs tarihleriarasında, Berlin’de gerçekleştirilecek Berlin AirShow / ILA fuarına, stant alanı ile katılım sağlayacak.

7. OtomotivTeknolojileriKongresiFİGES, 26-27 Mayıs’ta,Bursa’da gerçekleştirilecek“7. OtomotivTeknolojileriKongresi (OTEKON)”nde,

hem teknik makale sunumlarıhem de sergi alanıyla yer alacak.

SAVTEK 2014FİGES, 25-27 2014 Ankara’dagerçekleştirilecek olan 7. SavunmaTeknolojileri Kongresi (SAVTEK 2014)’nde sponsorolarak yer alacak.

Denizcilikte ARGE ve İleri MühendislikFİGES, 4 Temmuz’da, “Denizcilikte ARGE ve İleri Mühendislik” etkinliğininikincisini gerçekleştirecek veyine tüm sektörü bu platformdabir arada toplayacak.

ADEX 2014FİGES, 11-13 Eylül tarihlerindeAzerbaycan’da gerçekleştirilecekolan ADEX 2014 fuarında, stant alanı ile yer alacak.

Yapısal Analiz MühendisliğiSertifika ProgramıTAYSAD-FİGES iş birliği iledüzenlenen “Yapısal Analiz Mühendisliği Sertifika Programı”, Ekim-Kasım aylarında gerçekleştirilecek.

ARGE DERGİSİ 3

FİGES, 2014 yılında da yoğun bir etkinlik programıyla karşınızda olacak. Bu bölümde, şu ana kadarplanlanmış etkinliklerden öne çıkanları sunuyoruz. Etkinliklere ilişkin gelişmeleri FİGES’in web sitesinden, e-posta duyuru listesine üye olarak veya sosyal medya sayfalarından takip edebilirsiniz.

FİGES 2014’e Giriş ToplantısıHer yılbaşında olduğu gibi, bu yıl da tüm FİGES çalışanları, FİGES 2014’eGiriş 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 FİGESçalışanı, bu toplantı ile biraz daha kaynaştılar ve 2014 yılında daha da iyi işlere imza atmak üzere motivasyonlarını güçlendirdiler.

SÖYLEŞİ I Savunma

ARGE Dergisi: Kendinizi ve yöneticisiolduğunuz SSM Sanayileşme Dairesi’ni kısaca tanıtabilir misiniz?Bilal AKTAŞ: Zonguldak Karael-mas Üniversitesi'ndeki AraştırmaGörevlisi kadrosunu bırakarak 1998yılında katıldığım SSM ailesindekiilk görev yerim, Offset Şubesi idi.Daha sonra, görev tanımındaki de-ğişiklikle Sanayileşme Dairesi altın-daki Offset ve Yerli KatkıŞubesi'nde, yaklaşık 10 yıl bo-yunca, birçok projenin offset veyerli katkı tekliflerinin değerlendi-rilmesi ve sanayi katılımı / offset(SK/O) sözleşmelerinin yürütül-mesinde görev yaptım. 2007-2012yılları arasında, roket ve füze sis-temlerinin tedarik ve geliştirilme-sine yönelik projelerde, uzman veproje müdürü olarak çalıştım.Halen, 2012 yılı Ocak ayında dev-raldığım Sanayileşme Daire Baş-kanlığı görevini yürütüyorum. Sanayileşme Daire Başkanlığı’ndaHavacılık ve Uzay, Makina veGemi İnşaat, Elektronik ve Yazılımile Sektörel Strateji Yatırım vePlanlama Müdürlüğü olmak üzere,dört ihtisas müdürlüğü bulunuyor.Sanayileşme Dairesi’nin iki temelgörevi ise “Sanayi Katılımı / OffsetYönetimi” ve “Sektör Stratejik Yö-netimi”dir. Sürdürülebilir ve reka-

betçi bir savunma sanayisinin mi-marı olmak isteyen Müsteşarlığımız,tasarım ve ihracata dönük yeni yü-zünü, 2012-2016 Stratejik Planı’ndaönemli görevler verdiği Sanayi-leşme Daire Başkanlığımız ile geliş-tirmeye çalışıyor.

ARGE Dergisi: Ülkemizde savunma sanayi büyük atılımlar yaparak tedariğinin %50’den fazlasınıyurtiçinden yapar hale geldi. Türk Savunma Sanayisi’nin bu büyük başarısının altında yatan etmenler iyi tespit edildiğinde, ülkemizdekidiğer 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 sanayi-sinde yaşanan gelişmeler, kamuoyu-nun dikkatini çekiyor. SSM’ninyürütmekte olduğu offset uygulama-larının da sanayileşme faaliyetlerinesağladığı katkılar çerçevesinde, ya-kından takip edildiğini söylemekmümkün. Dünyada çoğunlukla as-keri alımlarda görülen offset uygu-lamaları; sanayi katılımı ya daendüstriyel iş birliği gibi adlar al-tında, birçok ülke tarafından ülke-lerin sanayilerinin gelişiminisağlamak amacıyla sivil kamu alım-larında da uygulanıyor. Özellikle,yüksek bedelli kamu harcamalarıolan sivil uçak, enerji santrali, hızlıtren ve metro alımlarında oldukçayaygın bir uygulama alanı bulunu-yor. Bu alanlarda yerli katkı ya daoffset talep etmemek ise sadece sa-tıcı ülkenin firmasını değil aynı za-

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.

SanayileşmedeHedef: Derinleşmeve Tabana Yayılma

4 www.figes.com.tr

© M

SI D

ergi

si

manda o sisteme ürün sağlayandiğer ülkelerin ekonomilerinin dedesteklenmesi anlamına geliyor.2011-2023 yılları arasında Tür-kiye’de yapılacak tahmini harcama-ların 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 civa-rında olacağı tahmin ediliyor. Diğerkamu alımlarında da SSM'nin uy-guladığı yerlileşme stratejilerininuygulanması durumunda, ilgili sek-törlerde de yerli ürün veya yerli kat-kısı yüksek ürünlerin kullanımınınartmasıyla yurt içinde oluşturulankatma değer de artacaktır. Yurt dışıkaynaklı kamu alımlarında %50oranında SK/O uygulanması duru-munda, ilgili sektörlerde yüksek tek-nolojiye dayalı bir üretim altyapısıve nitelikli ürünlerin yurt dışına ih-

racatı sağlanabilir. Böylece, 10 yılboyunca sanayi katılımı, ihracat veteknolojik iş birliği yoluyla ülkeekonomisine sağlanabilecek katkı,yılda yaklaşık 30 milyar doları bula-bilir.Müsteşarlığımızın bu yöndeki tec-rübe ve birikimleri, son zamanlardaartan bir sıklıkta başta Sağlık Ba-kanlığı, Maliye Bakanlığı, Bilim,Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı veEnerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığıolmak üzere, kamu kurumları ve sa-nayi odaları ile paylaşılıyor.

ARGE Dergisi: Savunma sanayisinde, sanayinin bir plan dâhilinde organize edildiği gözlemleniyor.ASELSAN, ROKETSAN ve TUSAŞgibi büyük firmaların yanında, orta ölçekli firmalar ve ardından çoğunlukla teknoparklarda yer alanve daha çekirdek bir kadro ile iş yapan firmalar görüyoruz. Acaba sanayimizin yapılanmasındanasıl bir strateji uygulanıyor?

Bilal AKTAŞ: Müsteşarlığımızınsanayileşme stratejisi, dört anaunsur etrafında şekilleniyor. Bunlar“Sanayide Derinlik”, “TeknolojikYetkinlik”, “İhracat” ve “LojistikDestek” olarak sıralanıyor. Sanayiderinliği, sürdürülebilirlik açısındanen önemli unsurlardan belki de bi-rincisidir. Derinlik deyince, yan sa-nayi ve KOBİ’lerin savunmasanayisine olan ilgisinin gün geç-tikçe arttığı görülüyor. 2011 SK/Oyönergesiyle de KOBİ payı asgari%30’a yükseltilerek sanayileşmedederinliğin sağlanması amaçlanıyor.Teknolojik yetkinlik ise teknolo-jiye sahip olmak ve elbette tekno-loji süreçlerini yönetebilmektir.Bugün gelinen noktada ortayakonan ana sistemleri destekleyenalt sistemler ve hatta komponenttasarımlarında malzeme ve fizik se-viyesinde araştırma ve geliştirme-ler, sanayimiz, araştırma kurumlarıve üniversitelerimiz tarafından ger-çekleştiriliyor.

ARGE DERGİSİ 5

© SSM

SÖYLEŞİ I Savunma

6 www.figes.com.tr

Talep edilen maliyet, takvim veteknik isterler çerçevesinde hayatageçirilen projelerde en hayati konu-lardan birisi de “Tedarik Lojistiği”yaklaşımını esas alarak, tasarımdanbaşlayan ömür döngüsü içinde ma-liyet etkin bir desteklenebilirlik ya-ratmak olarak öne çıkıyor. Buradaki

amaç; hem sistemlerin Türk SilahlıKuvvetleri (TSK) tarafından mali-yet etkin şekilde kullanılmasınınsağlanması hem de lojistik desteknoktasında, sanayimiz için bir eko-nomik hacim yaratılmasıdır. Etkinbir lojistik destek altyapısının te-meli, yine teknolojik yetkinliğesahip, derinlikli bir savunma sana-yisidir.

ARGE Dergisi: Sektörün derinleştirilmesi konusunda ne tür çalışmalar yapılıyor?Bilal AKTAŞ: SSM, sektörde de-rinliğin sağlanması konusunda ça-lışmalara ağırlık vererek, hâlihazırdasektörde yer alan KOBİ ve yan sa-nayi firmalarının, hem proje yöne-timi açısından hem de teknolojikkabiliyetlerinin geliştirilmesi açısın-dan sektörü yönlendiriyor. Bununlabirlikte, sektörün daha da güçlene-bilmesi için teknolojik yetkinliğinarttırılmasına yönelik tasarım pro-jelerine ve Ar-Ge sistematiğinin ge-liştirilmesine yönelik çalışmalarönem kazanıyor. Bu tasarım ve Ar-Ge çalışmalarının sonucu olarak birtakım kritik teknolojilerin de eldeedilmesiyle birlikte, özgün ürün sa-yısının ve dolayısıyla sektörün

dünya pazarındaki rekabet yetene-ğinin artacağını değerlendiriyorum. Gerçekleştireceği faaliyetler içinStratejik Planlarını ve SektörelStrateji Dokümanı’nı oluşturanMüsteşarlığımız, 2012-2016 döne-miyle birlikte “teknolojik üstünlük”anlayışına geçti ve hedeflerini; sür-dürülebilir sanayi, teknolojik yet-kinlik, program yönetimine geçiş vedeğer yaratan-değer gören çalışanlarolarak belirledi. Stratejik Plan çer-çevesinde, SSM Sanayileşme Dai-resi’ne, “İhtiyaçların yurtiçindenkarşılanma oranını tabana yayılmışbir tedarik zinciri oluşturarak arttır-mak” hedefi kapsamında görevlerdüşüyor. Bu hedefe göre amaçlanan;savunma sanayisi yetenek envante-rini güncel tutmak ve kullanımasunmak üzere, ana ve yan sanayiportali oluşturmaktır. Bu sayede po-tansiyel yerli alt yükleniciler listesielde edilecektir.

ARGE Dergisi: Türk Savunma Sanayisinin dünyadaki rekabet gücü hakkında neler söyleyebilirsiniz?

Gerçekleştireceği faaliyetler için StratejikPlanlarını ve SektörelStrateji Dokümanı’nıoluşturan 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.

Özellikle, yüksek bedelli kamu harcamalarıolan sivil uçak alımlarında offset, dünyagenelinde sıklıkla uygulanıyor.

KOBİ’ler artık uluslararası fuarlarda da boy gösteriyor. Fotoğrafta, OSSA liderliğinde IDEX’13 fuarına katılan KOBİ’lerin stantları görülüyor.

© SSM

© M

SI D

ergi

si

Bilal AKTAŞ: Savunma sanayimiz,hacim olarak hala küçük bir sektörolmakla birlikte; son yıllarda yüksekteknolojiyi haiz silah sistemlerininyurt içinde geliştirilmesine başlan-mıştır. Bunlara, ALTAY ana muha-rebe tankı, ANKA insansız havaaraçları, MİLGEM korveti, piyadetüfekleri, roket ve füzeler ve dahapek çok örnek verebiliriz. Gelinennoktanın bundan sonrası için cesa-ret verici olduğunu söyleyebilirim.Ancak, dünya ölçeğindeki örnekleride dikkate aldığımızda henüz yolunbaşlarında olduğumuzu hep aklı-mızda bulundurmalıyız.Burada belirli kısıtlar altında birmücadele verildiğini söyleyebilirim.Şöyle ki; savunma sanayisi gelişmişülkelere baktığımızda, bu ülkelerinsanayilerinin de gelişmiş olduğunugörüyoruz. Oysa ülkemizde tekno-loji geliştirme tecrübesine sahip birsanayiden bahsedemeyiz. Dolayı-sıyla platform geliştiricisi ve alt sis-tem tasarımcısı firmaların oluşması,bu kültürün yerleşmesi zaman alı-yor. Sanayinin teknoloji geliştirmearayışında olmadığı bir ortamdaaraştırma kuruluşları ve üniversite-

lerimizden de yeterince katkı alabil-diğimizi söyleyemeyiz. Diğer taraf-tan firmalarımızın belirli alanlaraodaklanması ve ihtisaslaşmasındasıkıntı görülüyor. Bu da uluslararasıpazarda marka yaratmamızı zorlaştı-rıyor.

ARGE Dergisi: Firmaların savunma sanayi ekosisteminde kalıcı olabilmeleri ve geleceklerini savunma sanayi üzerine kurabilmeleri konusunda düşüncelerinizi alabilir miyiz?Bilal AKTAŞ: Bilindiği üzere, sa-vunma sanayisi sektörü, yüksek dü-zeyde kalite ve üretim standartlarıgerektiren yüksek teknolojilerinkullanıldığı rekabetçi bir sektördür.Zaman zaman bütçe kısıntıları ilekarşılaşılsa da mevcudiyeti sürekliolan bu sektörde yer alan firmaların,küresel ekonomik krizlerden aşırıetkilenmediği görülüyor. Sadece iç pazara odaklı çalışan firmalar ise sektörde kalıcı olamıyor. Sa-vunma sanayisi sektöründe sürdürü-lebilirliği sağlamanın en önemliunsurlarından birisinin,başta sivil havacılık

olmak üzere, ilgili sektörlerde de yeralan küresel firmalar ile yakın iş bir-liği olduğu görülüyor. Bu nedenlesavunma sektöründe kalıcı olmakisteyen yan sanayi ve KOBİ’lerimizin, öncelikle kendile-rinden beklenen kalite standartla-rını yakalama zorunluluğu vardır.Bu kapsamda, sektördeki ana yük-lenici firmalarımız, yardımcı sanayifirmalarını belirlerken,n Kurumsal alt yapıya / kalite

sistemine sahip olma,n Üretim ve malzeme takibi

(MRP, ERP vs.) sistemlerinesahip 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 kapsamındakalite artırma faaliyetlerinde bulunma

gibi birçok konuda, zorlu değerlen-dirme süreçlerinden geçiriyor. Bunedenle savunma sanayisinin milliprojelerinde faaliyet göstermek iste-yen tüm yan sanayi firmalarının,projelerin uzun soluklu olduğunudikkate alarak bu yolda sürdürülebi-lirliğin ve sabrın önemini kavrama-ları, sektörümüz için önem arzediyor.

SSM Sanayileşme Dairesi BaşkanıBilal Aktaş’a, zaman ayırıp sorularımızı cevaplandırdığı ve verdiği bilgiler için, okuyucularımızadına teşekkür ediyoruz.

ARGE DERGİSİ 7

Son yıllarda yurt içinde geliştirilen, yüksekteknolojiyi haiz silah sistemlerininarasında MİLGEM korveti de bulunuyor.

© M

SI Dergisi

© M

SI Dergisi

Modern askeri kara araç-ları, amaca ve görevprofiline özel olarak

tasarlanıp üretilmektedirler. Bu araçlar, görevlerine özel ekip-man, cihaz ve silah gibi alt sistemlerle donatılmaktadır. Tasarımın ilk aşamasını, gereksi-nimlerin belirlenmesi oluşturur.Gereksinimler, sistem ve alt sis-tem bazında belirlenmektedir. Bugereksinimlerin kaynakları; müş-teri talepleri, ilgili standartlar, görevprofili, alt sistemler, firmanın bilgi bi-rikimi ve bunlardan türetilen diğer kay-naklar olabilmektedir. Araç tasarımıiçin kriterler, geçer-geçmez veya sayısaldeğerlerle tanımlanan gereksinimlerkullanılarak belirlenir.PARS 8x8 taktik tekerlekli zırhlı araçailesinin bir türevi olan zırhlı komutaaracının ateş gücü, uzaktan kumandalı

silah kulesi ile sağlanmaktadır. Araçgövdesi tavanına monte edilen silah ku-lesi, gövde için bir takım gereksinimlertanımlar ve bunun sonucunda, gövde ta-sarımına girdi olacak kriterler belirlenir.Yapısal kriterlerden iki tanesi, tavanındoğal frekansı ve mod şekli ile ilgilidir.Gövde tasarımının bu kriterler çerçeve-sinde değerlendirilebilmesi için, araçgövdesinin sonlu elemanlar modeli,

8x8 Askeri Kara Aracı Gövde-Silah Kulesi Uyumunun Sağlanması Amacıyla Modal Analiz ve Doğrulaması

MAKALE I Savunma

Pars 8x8’deModal Analiz

Cihan Büyükbayram*Mak. Yük. Müh.

Berkay Salihoğlu*Mak. Müh.

Aykut Sever*Mak. Yük. Müh.

8 www.figes.com.tr

Şekil 1: Araç gövdesi ağ yapısı.

Şamil Akaslan*Mak. Yük. Müh.*FNSS Savunma

Sistemleri A.Ş,Mühendislik veArGe Bölümü,

Gölbaşı, Ankara

ANSYS V13 kullanılarak, FİGES desteğiyle oluş-turulmuştur. Gövde sonlu elemanlar modeli, 1.derece kabuk elemanlar ve 2. derece katı eleman-lar kullanılarak oluşturulmuştur. Model, 470.000adet düğüm noktası ve 735.000 adet elemandanoluşmaktadır (Şekil 1).Araç tavanının doğal frekanslarının ve mod şekille-rinin belirlenmesi için ise modal analiz yapılmıştır.Modal analiz, belirli bir frekans aralığında koşturul-muştur. Modal analizler ve gövde tasarımı yinelene-rek, diğer birçok tasarım kısıtı ve kriteri de gözönünde bulundurularak, tavanın doğal frekans ge-reksinimini sağlamak üzere eniyilenmiştir. Gövdefinal tasarımı modal analizi sonucu elde edilen tavan1., 2. ve 3. modlarına ait görüntüler, Şekil 2 , 3 ve4’te verilmiştir.Birinci doğal frekansa ait modda, gövde tavanı, açık-lığın olduğu sol tarafından deforme olmaktadır ve aynızamanda aracın boyuna ekseni çevresinde döndüğügörülmektedir. Bu mod, deformasyon ve katı cisim ha-reket 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 kapaklarıiçin açılan pencereler, tavanın direngenliğinin azal-masına sebep olmaktadır.

Modal analiz çalışmasının doğrulanması amacıylagövde üretimi aşamasında, çıplak araç gövdesinemodal test yapılması planlanmıştır. Testlerde, yapısalolarak taşıyıcı elemanlarının tümünü içeren kaynak-lanmış gövde kullanılmıştır. Gövde test için yere otur-tulmuştur ve hareketini kısıtlayacak herhangi birbağlantı yapılmamıştır (Şekil 5).Modal analiz testleri çekiç ve ivmeölçer ekipmanlarıile yapılmıştır. Bunun için 6 adet IEPE tipi ivmeöl-çer ve 1 adet modal çekiç hazırlanmıştır. İvmeölçer-ler ±50 g kapasiteli sensörlerden seçilmiştir. Çekiçolarak ise ±2200 N kapasiteli modal darbe çekicikullanılmıştır. İvmeölçerler, gövde üzerine frekanscevabını bozmayacak şekilde uygun yapıştırıcılar ilesabitlenmiştir. Darbe çekici ucu olarak düşük fre-kansları tetiklemeye uygun olan yumuşak kauçukuçlar kullanılmıştır. Bu uçlar, ilgilenilen aralık olan0-100 Hz arasındaki frekanslara daha fazla enerji gir-disi vererek bu frekansları tetiklemektedir. Veri top-lama sistemi olarak Dewesoft Dewe-43 sistemi, veritoplama programı olarak da Dewesoft X programıkullanılmıştır.İvmeölçerler, modal analizler sonucu elde edilen modşekillerini yakalamak üzere tavan üzerinde Şekil 6’dagörülen pozisyonlara yerleştirilmiştir. Bu pozisyonlar,analizlerde bulunan mod şekillerinden çıkarılmıştır.

ARGE DERGİSİ 9

Şekil 2: Gövde modal analiz sonucu,tavan 1. mod deformasyon şekli.

MAKALE I Savunma

10 www.figes.com.tr

Yapılan testler sonucunda, frekans cevap fonksiyonugrafikleri elde edilmiş ve bu grafiklerden araç tavanı-nın her bir ölçüm için doğal frekansları bulunmuştur.Frekans cevap fonksiyonu, genel olarak, bir sistemeverilen etki ile sistemin verdiği tepki arasındaki iliş-

kinin matematiksel olarak ifadesidir. Örneğin, bir ya-pının üzerinde belli bir yere bir ivmeölçer yerleştirip,bu yapının farklı bir yerine de üzerine kuvvet sensörüyerleştirilmiş bir çekiç ile bir etki verilirse ivmeölçerüzerinden ölçülen ivme ve çekiç üzerinden ölçülen

kuvvet, bu yapının iki nok-tası arasındaki ilişkiyi belir-ler. Bu ilişki, aşağıdakiformül ile tanımlanır:

Burada H(f) frekans cevapfonksiyonu,Y(f) frekans alanında siste-min cevabı veX(f) frekans alanında sis-teme verilen etkidir.

H(f) =Y(f)X(f)

Şekil 3: Gövde modal analiz sonucu, tavan 2. mod deformasyon şekli.

Şekil 4: Gövde modal analiz sonucu, tavan 3. mod deformasyon şekli.

Şekil 5: Araç gövdesi test için hazırlanırken.

ARGE DERGİSİ 11

Yapılan testlerde, korelasyonu arttır-mak için, 8 farklı pozisyondan tavanplakasına vuruş gerçekleştirilmiştir.Her vuruş, 5 kere tekrarlanmıştır.Testlerden 6 tanesinde, tavan plaka-sına ivmeölçerlere yakın pozisyonlar-dan darbe verilmiştir. Diğer 2 testteise farklı pozisyonlardan vurulmuştur.Her test pozisyonu için 5 vuruşun or-talaması alınarak FRF analizi gerçek-leştirilmiştir. Testlerin tümünde,yaklaşık tekrar eden sonuçlar bulun-muştur. Dolayısıyla en yüksek enerjili frekans,doğal frekans olarak alınmıştır. 1 numaralı ivme-ölçerin yanına vurularak yapılan testlere ilişkinFRF analizi, Şekil 7’de görülmektedir. Grafiktebaskın olan frekanslar, tepe noktası şeklinde gö-rülmektedir. Bu frekanslar, gövdenin doğal fre-kanslarını göstermektedir. FRF testleri sonucunda,toplamda 8 adet mod belirlenmiştir.Modal analiz ile FRF testleri sonucu elde edilendoğal frekanslar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma-larda; analiz ve test sonucu elde edilen doğal fre-kanslar, sonlu elemanlar modeli ile yapılan modalanaliz sonuçları referans alınarak normalize edilmiş

ve Tablo 1’de sunulmuştur. Sonlu elemanlar ana-lizi ile modal test arasındaki fark, en fazla %1,5 ola-rak gerçekleşmiştir. Analiz sonuçları, genellikledaha yüksek sonuç verme eğilimindedir; fakat bufarklar ihmal edilebilecek derecede küçüktür.Oluşturulan sonlu elemanlar modeli ile gövdetavan doğal frekanslarının yüksek doğrulukta he-saplandığı görülmüş ve böylece analiz, testlerle dedoğrulanmıştır.Sonlu elemanlar modeli sınır koşullarına göre,modal analizin doğal frekanslarda ve mod şekille-rinde oldukça farklı sonuçlar verebildiği görülmüş-tür. Bu sebeple modal analizde sınır koşullarınınolabildiğince gerçeğe yakın bir şekilde modellen-mesi gerektiği sonucunda varılmıştır. Doğru sınırkoşulları ile yapılan analizler ile birbirini yineleyentest sonuçlarının örtüştüğü görülmektedir.Askeri kara aracı tasarım süreci sanal prototip doğ-rulamasında, analiz ve simülasyon faaliyetleriönemli rol oynamaktadır. İlk prototip üretimi ön-cesi sanal ortamda, tasarımın gereksinimlere uy-gunluğu değerlendirilebilmektedir. Sanal ortamdadoğrulaması yapılarak üretilen prototiplerinin test-lerle doğrulama aşaması, daha hızlı ve yüksek ba-şarıda tamamlanabilmektedir. Böylece, tasarım veüretim süreleri kısalan askeri araçlar, pazara dahamaliyet etkin olarak sunulabilmektedir.

Şekil 6: İvmeölçer

pozisyonları.

Şekil 7: FRF analizi sonucu doğal frekans grafiği.

Tablo 1. Modal analiz ve modal test karşılaştırması

Normalize Frekans (Hz)Modal Analiz Modal Test Fark (%)

1. Mod 1 0.99 1.52. Mod 1 1.00 0.03. Mod 1 1.00 -0.44. Mod 1 1.01 -1.45. Mod 1 1.01 -0.76. Mod 1 1.01 -1.37. Mod 1 1.01 -0.88. Mod 1 1.01 -0.6

SÖYLEŞİ I Denizcilik

12 www.figes.com.tr

ARGE Dergisi: Kendinizi ve firmanızı tanıtabilir misiniz?Taner AKKAYA: DEARSAN ter-sanesi yönetim kurulu başkanıyım.Emekli amiralim. DEARSAN,1980’de kuruldu. 2001 yılına kadarrömorkör ve tanker gibi gemilerinonarımını yaptı. Sonraki yıllarda darömorkör üretti. İlk ürettiği gemiler,AB ülkelerine ihraç edildi. Bunlar,yabancı dizayn alınıp işçiliği veproje yönetimi yapılan gemilerdi.2007 yılında ise sektördeki kriz his-sedilmesi ile askeri projeler de faali-yet alanları arasına dâhil edildi.Askeri projeleri gerçekleştirmenin,başta mali ve bürokratik olmaküzere çok büyük bedelleri var. Bun-

lar, sivil işlerin yeterli olduğu “güzel”günlerde birçok tersanenin uğraş-mak istemediği konular. Kriz önce-sinde, tanker üretimi işi gayet iyigidiyordu; bütün şirketler tankerüretiyordu. Askeri üretimde, bürok-rasi çok ağır; kalite kontrol standart-ları çok yüksek. Bir tersaneninaskeri gemi inşa edecek seviyeyegelmesi, özellikle bazı sertifikasyon-lara sahip olması, maliyet ve iş gücüolarak çok ağır süreçler. Personelinyaklaşık %40’lık kısmı, fiilen üre-timde yer almıyor. Bunlar daha çok,kaliteyi ve niteliği arttırmaya yöne-lik çalışıyorlar. Bu da genel giderlerioldukça arttırıyor; böylece askeriprojelerin ilk yatırım maliyeti yük-sek oluyor. Bizim için tarihimizdeen önemli olay Yeni Tip KarakolBotu (YTKB) projesinin firmamızaverilmesidir. YTKB projesinin di-zayn ve inşa çalışmalarına paralelolarak tersane de bütün sertifikas-yon süreçlerini tamamladı. Bu ser-tifikasyonları kâğıt üzerinde değil,fiilen uygulayan bir organizasyonyapısı gerekiyor. Diğer bir deyişle

Bu sayımıza, TUZLA sınıfı karakol botları ilehem Türkiye hem de ihracat pazarında önemlibaşarılar yakalayan DEARSAN tersanesi Yönetim Kurulu BaşkanıTaner Akkaya’yı konukettik. Deniz KuvvetleriKomutanlığından emekliolduktan sonra da Türkdenizciliğinin gelişmesiiçin çalışmalarını sürdüren Akkaya'dan DEARSAN'da gerçekleştirilen ARGE,tasarım ve mühendislikçalışmaları hakkında bilgialdık, sektör hakkındakigörüşlerini öğrendik.

Tasarımdan ve Mühendislikten Tasarruf Olmaz

© D

EA

RSA

N

© D

EA

RSA

N

bunlar için harcanan emeği zamankaybı, harcanan parayı da mali kül-fet olarak değerlendirmemek gere-kiyor. Bunları bu şekildedeğerlendirmezseniz, bu sektördekibaşarınız kalıcı olabilir. YTKB pro-jesi, sivil endüstriye iş yapan yerli sa-nayinin, metal ve sac kullanarakinşa ettiği ilk harp gemisi olma özel-liğini taşıyor. Yılda 3 gemi gibi id-dialı bir teslimat programıgerçekleştiriliyor. Deniz KuvvetleriKomutanlığı (Dz.K.K.lığı)da bir ba-kıma Türk gemi inşa sanayisini vefirmamızı ödüllendirdi ve ilk gemiyeTuzla ismi verdi. Gemiler, artıkdünya literatürüne TUZLA sınıfıgemiler olarak geçiyor. Bu tabiigemi inşa sektörü için büyük bironur. Gemilerde müşteri memnuni-yeti üst seviyede. 8 tanesinin kesinteslimi yapıldı. Şu an 12’ncinin ge-çici teslimi yapılmak üzere. Bu ra-kamlara yakın adette gemi de ihraçedildi. Gemi inşa ile ilgili savunmasanayisi alanında Türkiye’nin ilk sacgemi ihraç projesi. Bunlar sektör-deki birçok ilkler. Tabii ilk olmanınbazı bedelleri de var.

ARGE Dergisi: Firmanızda yapılantasarım ve mühendislik çalışmalarından bahsedebilir misiniz?Taner AKKAYA: Firmamızda tasa-rım çalışması olarak geminin dizay-nını gerçekleştiriyoruz. Bu şekildekolayca ifade edilebiliyor olsa da di-zayn o kadar büyük bir kavram ki.Bir geminin dizaynını tek başına birtersanedeki mühendislerin yapma-sına imkân yok. Burada büyükoranda dizayn yönetimi yapıyorsu-nuz. Çünkü üniversiteden destekalıyorsunuz. Yerli sanayiye iş paket-leri veriyorsunuz. Mesela, tekne dizaynını yapıyorsunuz; ancak şaft-tahrik sistemi dizaynıyla ilgili olarakdışarıdan gelen bilgileri kendi siste-minize aktarıyorsunuz; sonra bunlarıİstanbul Teknik Üniversitesi ve Yıldız Teknik Üniversitesi gibi üni-versitelere aktarıyorsunuz; onlar hesaplarınızı kontrol ediyorlar.

Türk Loydu’na onaylatıyorsunuz.FİGES’ten ileri mühendislik vesonlu elemanlar hesaplaması desteğialıyorsunuz. Geminin elektrik kab-lolamasını yerli bir firma ile yüksekstandartlara göre yapıyorsunuz. Yükanalizlerini gerçekleştiriyorsunuz. İl-gili kurumlardan onay alıyorsunuz.Çalışmalarınızı üniversitelere kont-rol ettiriyorsunuz. Tüm bu tabloyabaktığımızda, tersanede çalışan on-larca kişi, bu işleri, yine dışarıda ça-lışan yüksek değerdeki onlarcakişiyle irtibat kurarak yapıyor.Sonra, borulama sistemi, valfler ta-mamen ayrı bir dizayn, bunu yapı-yorsunuz. Geminin iç dizaynı yinebaşlı başına bir mühendislik. Hangikamara ne olacak, hangi standart uy-gulanacak? Neresi yaşam yerleri ola-cak? Bunların gürültüsü için ayrı birdizayn hizmeti alıyorsunuz. Titreşimiçin ayrı hesaplar yaptırıp ayrı bir altkuruluştan destek alıyorsunuz.Sonra, tamamen bir ileri mühendis-lik konusu olan elektromanyetikuyumluluk. Bunun için önce cihaz-larınızı ve silah sistemlerinizi yerleş-tiriyorsunuz. Silah sistemlerininoptimum kapsama yapması için ayrıbir mühendislik çalışması yapıyor-sunuz. Birbirlerine müdahil olmaya-caklar; ama düşmana en iyi şekildeangaje olacaklar. Gemiye koyduğu-nuz her bir cihazda yüksek standart-lar var. Bir Zodyak bot alıyorsunuz,bunu denize indirmek için gerekensistemin standartları çok yüksek.Bunda bile haftalarca çalışıyorsu-

nuz. Bir demir ırgatının hesaplarıvar. Bazıları kolaylaşmış; ancak yinede mühendislik hesapları gerekiyor.Geminin parametreleri var. O ge-miyi hangi denizde ne tutar hesap-lanması gerekiyor. Geminindenizcilik hesaplarını yapıyorsunuz.Polar diyagramlarını çıkarıyorsunuz.Bir gemi, aslında yaşayan bir şehir.Neticede bir gemide 70 ila 80 binkonfigürasyon elemanı var. Bunla-rın uyumlu çalışmasını sağlayacak-sınız, bunları kısıtlı bir yer içineyerleştireceksiniz ve çok üstün nite-likli görevleri yapmalarını sağlaya-caksınız. Tüm bunlar, başlı başınabirer mühendislik çalışması. Bizböyle bir ileri organizasyonun içindeolduğumuz için mutluyuz. Tabiibütün bunların optimizasyonunu veön dizaynını kendimiz yapıyoruz.Kendi elektronik uzmanlarımız vegemi inşa uzmanlarımız var. Bir deTürk sanayisinin yine sertifiye ku-ruluşlarına yaptırıyoruz. Örneğin,gürültüyü ölçtürdüğümüz kurumsertifiye olduğu gibi, sonlu eleman-lar analizini yaptırdığımız kurum daaynı şekilde sertifiye bir kurum. Biregzoz sistemi başlı başına bir dizayn.Yani belirli bir gürültü seviyesineindireceksiniz; ancak geri basınçyapmayacaksınız. Hep böyle kısıtlışartlarda, isterler yüksek, manevraalanınız çok dar. Bunun için defa-larca hesap yapıyorsunuz. Pervane-deki ufacık bir istenmeyen gürültü(İng. singing) bile günlerce sizi uğ-raştırabiliyor.

ARGE DERGİSİ 13

© D

EA

RSA

N

SÖYLEŞİ I Denizcilik

14 www.figes.com.tr

ARGE Dergisi: Gemi inşa faaliyetlerinde tasarım ve mühendislikçalışmalarının önemi nedir?Taner AKKAYA: Gemi yapmak,bir şehri planlamak gibi. Adımadım, iğne oyası gibi. İçinde hertürlü sistem var; ıslak hacimler,suyla ilgili sistemler, ısıl sistemler,elektrikle ilgili sistemler, elektroniksistemler, gürültü sistemleri ve titre-şim sistemleri var. Gemi, aslındaolabilecek tüm problemlerin ortayaçıkabileceği bir sistemler bütünü.Bütün bu problemleri, öncedengörüp çözmek zorundasınız. İşte ta-sarım ve ileri mühendislik bunun

için çok önemli. Çünkü gemi bittik-ten sonra, geriye dönük bir şeyi dü-zeltmek neredeyse imkânsız gibi birşey. Bu gemi 25 knot sürat yapmasıgerekirken 23 knot yapıyorsa bunu25 knot yaptırmak çok zor. Bir yerdegürültü seviyesi 80 dB olması gere-kirken 85 dB ise bunu düzeltmekçok zor. Bir saylanser (susturucu)geri basıncı 28 dB yapacakken 30 dByapıyorsa bunu düşürmek çok çokzor. Bir de yerleştirme yapılan alan-lar kısıtlı. İçeriye koyduğunuz bir ci-hazı tekrar çıkarmak, belki bir sürüdiğer aksamı sökmek demek. Bu dazaman demek, zaman da maliyeti ve

sözleşmeyi etkiliyor. Bu yüzden tasa-rıma ayrılan her para, her emek he-laldir ve hiçbir şekilde tasarrufyoluna gidilmemelidir. Tasarımdanve mühendislikten tasarruf olmaz.Bu işlere para harcayacaksınız.

ARGE Dergisi: Genel anlamda düşünürsek, sizce ARGE ve mühendislik uygulamalarının firmalarımızda gelişmesi için firmayönetimlerinin yaklaşımları nasıl olmalıdır?Taner AKKAYA: Firma yönetimiolarak, rahat olduğunuz alanlarda,mühendislere hata yapma imkânıvermelisiniz. Hata yapma imkânı sağ-lamazsanız veya hata yapma olasılığı-nızı yönetim olarak üzerinizealmazsanız, mühendislik birimleriniz-den çok yüksek çıktılar almanızaimkân yoktur. O zaman Alman-ya’dan, İngiltere’den hazır tasarım al-maya devam edersiniz. Hata olmadanbaşarıya ulaşılmaz. Ama tabii aynıhatayı ikinci defa yapmak da olmaz.Ayrıca dünyada yapılmış hataları daliteratür takibiyle görmek lazım. NYTimes gazetesinde yayınlanmış, İn-ternet’ten ulaşılabilecek bir makalevar: “Lesson on How Not to Build aNavy Ship”. Bunu her gemi inşamühendisinin okuması lazım. Bütçe,kaynak ve zaman olarak nispetenrahat olduğunuz projelerde, tasarım-cılarınıza verdiğiniz yetki ve sorum-luluk daha fazla olmalı. Ama herzaman nihai risk patronundur.Bunu böyle bilmek lazım. Bir gemiinşa mühendisi yaptıkları için ödül-lendirilmelidir; ancak yapamadıkla-rından ağır şekilde sorumlu tutmak,tasarımın geliştirilmesine engel olur.O zaman bu kişiler risk alamazlar.Onları korkutmamalısınız.Bizde ARGE deyince isim de çokönemli oluyor. Esprili bir şekilde an-latacak olursam: İsim bulmakönemli, ismi güzel değilse bürokra-tik kanallarda o kadar kalıcı bir etkiyapmıyor. Projenizin başlığının enaz 4 satır olması lazım. Bir şeyinARGE olması için isminin 4 satır ve

İlk Kuru Tip Susturucu Modeli

Akım Çizgileri ve Hız Konturları

Akım Çizgileri ve Basınç Kaybı

© F

İGE

S

yarısının İngilizce yarısının da özTürkçe olması lazım. Bir insan onuen az 4 kez okumalı, ondan sonra daben bunu anlamadım demeli kiönemli bir iş olarak görsün. Espriyibir yana bırakırsak, ARGE projesi-nin kabul edilmesi için isminin an-laşılmaz olma şartını ortadankaldırmak lazım. Bizim bunlara ihti-yacımız yok. Örneğin saylanser. Bubileşenle ilgili bir problem olunca,Hollanda’ya gittim, firmayı ziyaretettim. Baktım Hollanda’da sahadayapılabilecek her işi biz yapabilece-ğiz. Yapamayacağımız şey ise işin he-sabı. Onu da şu ana kadaryapmamışız. Nasıl yaparız? İşteFİGES, Tarık Bey, dünyanın enbüyük otomotiv firmalarından bi-rinde egzoz sistemleri üzerine çokbüyük çalışmalar yapmış. İşte Meh-met Yüzbaşı, ABD’de eğitim görmüş,Türk deniz kuvvetlerinin İstanbul

tersanesinde çalışıyor. Geri basınç,hidrodinamik sistemler üzerine çokgüzel çalışmalar yapmış. Sağ olsunDz.K.K.lığı kırmadı, 3212 sayılıkanun kapsamında müracaat ettik,bir çalışma grubu kurdular ve bize birsaylanser dizayn ettiler. Şu anda Tür-kiye’de kimse saylanseri dışarıdan al-mayı düşünmüyor. Bir şekildeburada yaparız diyor. Mühim olan;işte o değerli yüzbaşım gibi alanındakendini çok iyi yetiştirmiş bir arka-daşımızla Tarık Bey gibi bu konununmühendisliğine yıllarını vermiş birkişiyi bir araya getirip, derdimiz budiye anlatabilmiş olmamız.

ARGE Dergisi: Sizce ülkemizde ARGE’nin gelişebilmesi için ne gibifarklı uygulamalar yapılabilir?Taner AKKAYA: Açıkçası bizimeğitim sistemimiz insanlara merakettirmiyor. “Elma neden düşüyor?”diye sormuyor. Ben burada arkadaş-larımıza sordum, “Pi nedir?” dedim.Değerini söylediler, ama ben ne ol-duğunu sordum. “Çemberin çevresi-nin çapına oranı”. Peki, neredençıkmış? Babilliler bulmuş. Yuvarlakkule-bina yaparken her sıraya kaç

tane tuğla gidecek diye çapı 3,15 ileçarparak buluyor. Ama biz bunumerak etmiyoruz. Neden 22/7? Sis-tem insanları merak etmekten uzaktutuyor. Çünkü bizde bir sistem çalı-şıyorsa biz dokunma diyoruz. Yeniicat çıkarma diyoruz. Çocukların ara-balarının içini merak etmelerineengel oluyoruz. Bunların değişmesilazım. Bunun da temeli okuldur. Ge-miler yaptık, ihraç edilenler de var.Bunlarda bir sürü hatalar yaptık. Benüniversitelerimizden şunu beklerdim,SSM’ye de önerdim: Gelin hataları-mızı tartışacağımız bir seminer yapa-lım. Hataları, eksiklikleri ortayakoyma semineri. Kimse gelmez. “Bu-rada gemiler yapılıyormuş, bize biranlatın” diye bu şirkete üniversiteler-den bir tane öğrenci gelmedi şu günekadar. Oysa bizde, her türlü gemi inşaaşamasında gemi var; burası gerçekbir gemi inşa laboratuvarı. Bir gün-den bir güne üniversiteden bir hoca-nın öğrencileri toplayıp da bizi böylebir ziyarete geldiğini hiç görmedim.Bence eğer ARGE yapmak istiyor-sak üniversitelerimizde elmanınneden düştüğünü sorgulamamızlazım. Üniversiteler merak ettir-

ARGE DERGİSİ 15

Ben üniversitelerimizden şunu beklerdim, SSM’yede önerdim: Gelin hatalarımızı tartışacağımız birseminer yapalım. Hataları, eksiklikleri ortayakoyma semineri. Kimse gelmez.

© M

SI D

ergi

si©

DE

AR

SAN

SÖYLEŞİ I Denizcilik

16 www.figes.com.tr

meli. Çocuklar da sadece kâğıttankitaptan öğrenmemeli; gelip uygu-lamasını da görmeli. Oysa bakın, 4Mart günü, ABD’den bir üniversite,40 kişiyle bizi ziyarete geliyor! ABDgeliyor, bizden ise öğrenciyi toplayıpgelen olmadı. Bir de tersine beyingöçü önemlidir. Yurtdışında bulu-nan yetişmiş araştırmacı ve mühendislerimizin Türkiye’ye dön-mesinin sağlanması gerekiyor.

ARGE Dergisi: DEARSAN olarak şu an geldiğiniz seviyeyi nasıl değerlendiriyorsunuz?Taner AKKAYA: Titanik gemisi36 ayda bitmiştir. Biz de burada birgemiyi 36 ayda bitirdik. Titanik’indeplasmanı yaklaşık 70.000 tondu.İnşasına 1909 yılında başlandı. Yaniyaptığımız işlerde tüm dünyayı şaşır-tacak bir ileri mühendislik oldu-ğunu düşünmüyorum; amakendimizi şaşırtacak bir ileri mü-hendislik olduğunu düşünüyorum.Bir İngiliz, Alman, Amerikalı içinsonlu elemanlar zaten belki yıllardıryapılan hesaplar; ancak bizimiçin, “Biz bunları yapabiliyor-muşuz” deyip daha yeni ufuk-lara yelkenler açabilmekönemli bir şey. Heyecanlan-dırıcı olan kısım orası. Yıl-

larca hazır projelerle gidilmiş. Ken-diniz yaptığınızda ülkeye, devlete vemillete kazandırdığınız pay artıyor.Sac işçiliğinden, kaynak işçiliğin-den silah elektronik entegratörlü-ğüne, sürekli yükseliyorsunuz.Gürültü, titreşim ve sonlu eleman-lar hesaplamaları gibi ileri mühen-dislik uygulamaları yapabilenseviyeye yükseliyorsunuz. Bununheyecanı çok büyük. Artık gittiği-miz ülkelere biz yaparız diyebiliyo-ruz; yaptıklarımızı anlatıyoruz.Şu an geldiğimiz seviyede, mesela,bir dünya devi olan Oto Melara,DEARSAN’a top satarken artık hiçdüşünmüyor, ”DEARSAN bununmonte edileceği kısmı düzgün yaparmı, hava devresini, elektrik devre-sini düzgün yapar mı, acaba bununsistem entegrasyonunu ASELSANile birlikte yapabilirler mi?” diye dü-şünmüyor. Çünkü artık İtalyan dainanıyor. Benim silahlarımı Türksanayisi entegre eder, çalıştırır, eği-timini verir diyor. Eskiden bu tür

büyük firmalara biz gittiğimizde -5sene kadar önce- satış müdürle-riyle ancak konuşuyorduk. Şimdigittiğimizde, CEO’larla konuşu-

yoruz, havalananlarında kar-şılanıyoruz. Bu bizimgeldiğimiz yerle ilgili birgöstergedir. Bunun da kilit

noktası TUZLA sınıfı gemilerdir.Önce bir şükretmemiz gerekiyor,sonra devletimizin yöneticilerineşükranımızı ifade etmemiz gereki-yor. Böyle çok büyük bir riski almış-lar, yıllarca sadece sac işçiliği vemontaj işçiliği yapan bir sektöregemi yapma onurunu bahşetmişler.Bunun için her konuşmamı, söyle-şimi, Türk Deniz Kuvvetlerine, Sa-vunma Sanayii Müsteşarlığı(SSM)’na ve Türkiye CumhuriyetiDevleti’ne teşekkürlerimi bildirerekbitiririm. Bu sektörde, DEARSANüzerinden, aileleriyle birlikte 15-20bin kişi hayatını idame ettiriyor. Bukişiler adına da teşekkür ederim.Onların aldığı bu riskler sayesinde-dir ki şu an yerlilik oranlarının%60’lara geldiğini düşündüğümüz,milyar dolarlık bir çarktan bahsede-biliyoruz. Bunlar müthiş rakamlar.Biz yaptık diye bir şey yok, TürkiyeCumhuriyeti Devleti’nin kurumla-rının verdiği oksijen ile biz çalıştık.

ARGE Dergisi: Az önce değindiğinizyurtdışındaki işlerinizden bahsedebilir misiniz?Taner AKKAYA: Şu ana kadar 20kadar gemiyi yurtdışı müşterilerimiziçin inşa ettik. İhracat vatan görevi-dir, kutsaldır. Herkes ihracat yap-mak zorundadır. Ürettiğimiz her birşey yurtdışına satılmalıdır. Buradadeğinmek gereken bir konu, bizimyurtdışı satışlarımızda, tabiri uy-

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 niteliğivardır ve her şeyden önemlisi ruhu vardır.

© M

SI D

ergi

si

© M

SI D

ergi

si

gunsa “yemek” değil “mutfak”ı satı-yor olmamızdır. Biz, müşterimize,kurumlarının geliştirilmesine kat-kıda bulunmayı öneririz. Tersanele-rinin sertifikasyonuna, kalitekontrol süreçlerinin gelişimine, per-sonellerinin eğitimine önem veririz.İş sağlığı güvenliği tedbirlerineönem veririz. Özellikle harp gemi-leri konusunda uzman personeli-mizle gerçekten iyi derecedeeğitimler verdiğimizi düşünüyorum.İhracat yapmamız için, ülke içindeniş almamız lazım, buradaki kazanınkaynaması lazım. Bizim bu yüksekişletme maliyetlerini, genel giderlerikarşılayabilmemiz için buradaki işindönmesi lazım. SSM, bu sistemi ku-rarken önce 5, sonra 7 tersaneylesabit kalacağını düşünerek böyle birvizyon kurdu. Sektörel strateji do-kümanında yazıyor. Biz bu dokü-manı referans alarak yatırımlarımızıyaptık, beklenenin çok üstünde birihracat yaptık ve yapma hedefimizvar. Ama bizim desteklenmemiz veTürkiye içinden de yeni projeler al-mamız gerekiyor. Türkiye’deki tes-islerimiz çalışmalı ki yurtdışındakitesislerimizi destekleyebilelim.

ARGE Dergisi: Yaptığınız gemileriçinde sizin için özel bir anlamı olanlar var mı?Taner AKKAYA: Römorkör, tan-ker ve karakol botu yapıyoruz. Bizimiçin her gemi anlamlıdır. Hava ara-cından, kara aracından bahseder-ken kullanılan, Türkçedeki “o”zamirinin İngilizcesi “it”dir. Gemileriçin ise dişi varlıklar için geçerliolan “she” zamiri kullanılır; onlarvarlıktır, bir niteliği vardır ve herşeyden önemlisi ruhu vardır. İki

tane gemi yaparsınız biri atış birin-cisi olur, biri atışlarda sonuncu olur.Belki aynı gemidir onlar, aynı tersa-neden çıkmıştır; ama geminin ruhuvardır, yaşayan bir organizmadır.Her yerine ayrı özen gösterilmelidir.Her yeri büyük dikkat ile sevgi ileyapılmalıdır. Onun için böyle birvarlık tersanenizde suya iniyorsa sizeheyecan katar, bir sandal bile olsabizi heyecanlandırır. Mesela İs-veç’te, daha neredeyse suya inerkenbatan Vasa gemisinin sergilendiğinigörürsünüz. Bu olay oradaki halkabüyük üzüntü vermiştir. İşte biz deheyecanı her gemimizde duyarız.Aynı sınıftan da olsa, her bir gemi-nin farklı bir kişiliği vardır. Yaptığı-mız her işten gurur duyuyoruz.

ARGE Dergisi: Türk tersaneciliğinindurumu ve geleceği hakkında, sivilve askeri projeler bakış açılarındangörüşlerinizi alabilir miyiz?Taner AKKAYA: Kişisel görüşüm,tersanelerimizin sayısının fazla oldu-ğudur. Onarımla yeni inşayı ayır-mak lazım. Herkese Allah kendiyolunda başarı versin, kazançlarıdaim olsun. Ancak tersanelerinbüyük çoğunluğunun çağa birazdaha ayak uydurması gereken yerlerolduğunu düşünüyorum. Yüksekstandartlara uymaları gerekir. Kişiselgörüşüm, bir doğal seleksiyon olup

sayılarının azalacağıdır. Bu; birleşe-rek güçlenmek ile olabilir veya ba-zılarının sektörden çıkması ilegerçekleşebilir. Bunu zaman içindegöreceğiz. Buna patronlar karar ve-recekler; biraz da devlet sistemikarar verecek. Devletin büyüklü-ğünü şuradan gördük: Tuzla bölgesi,Allah korusun, sadece iş kazalarıylaanılan bir bölgeydi; şimdi ihracat ra-kamlarıyla, ürünlerle anılan birbölge. Bunu ciddi kontrol mekaniz-maları ve ciddi standartlarla devletsağladı. İnsan hayatının maddi kar-şılığı yoktur. Bence bu konudaki ça-lışmalar son 4 senede gayet iyibiçimde yapıldı. Bazı tersaneler,umarım maliyetleri aşağıya çekebil-mek için bu standartların en alt se-viyesinde kalmaya çalışan biryaklaşım sergilemezler. Sadece işsağlığı ve güvenliği olarak bakma-mak lazım. Son zamanlarda çevrestandartları da oldukça yükseldi vemaliyeti etkiler hâle geldi. Bu da bukonuya yatırım yapanların, sektördekalması sonucuna yol açıyor diyedüşünüyorum. Ama biz kendi vizyo-numuzu, elbette başkalarının başa-rısızlığı üzerine kurmadık, kimse ilebir derdimiz yok, kimsenin rakibideğiliz.

ARGE Dergisi: Taner Bey, bu keyiflisohbet ve bize ayırdığınız zaman içinçok teşekkür ederiz.Taner AKKAYA: Rica ederim.Son olarak şunu söylemek istiyo-rum. Kaynağını pozitif ilimden, mü-hendislik ve mühendislikte ileriteknikten almayan konuların başa-rılı olma şansı yoktur. Biz, gemi 42knot sürat yapıyorsa, niye 44 knotsürat yapmıyor diye merak ediyoruz.

ARGE DERGİSİ 17

© F

İGE

S

© D

EA

RSA

N

DEARSAN KİLOMETRE TAŞLARI

Tekne Mukavemet Analizleri

MAKALE I Savunma

18 www.figes.com.tr

Günümüzde gelişen tekno-loji ile birlikte kablosuz ci-hazlar da yaygınlaşmış ve

elektronik bir cihazın elektroman-yetik uyumlu olması, kritik önemarz eden bir durum bir hâline gel-miştir. Elektromanyetik uyumlu-luk (EMU, İng. electromagneticcompatibility / EMC) kriterleri, ta-sarımın ilk safhalarından itibarendikkate alınmalıdır. Bu amaçla, ta-sarlanan elektronik cihazın bilgi-sayar destekli analizleri yapılmalıve nihai ürünün EMU kriterlerinisağlaması, EMU ölçüm testleri ön-cesinde garanti edilmelidir. Bu sü-reci açıklamak amacıyla bumakalede, EMU analizleriANSYS HFSS® yazılımı ile kav-ramsal olarak gerçekleştirilmiştir.

1. EMU Nedir?EMU, elektronik cihaz ve sistem-lerin, içinde bulundukları elektro-manyetik ortamlarda, kendifonksiyonlarını yerine getirebilme-leri olarak tanımlanmaktadır. Ben-zer şekilde, bu cihazlar, diğerelektronik cihazların işlevini kay-betmesine neden olacak elektro-manyetik yayılım yapmamalı;dolayısıyla birbirleriyle uyum

içinde olmalıdır. Bir sistemin elek-tromanyetik uyumlu olarak tanım-lanabilmesi için, diğer sistemlernedeniyle performansının etkilen-memesi ve diğer sistemlerin perfor-mansını etkileyecek bir etkileşimeneden olmaması gerekir. Elektro-manyetik girişim, bir sistemden(emiter, emitter) yayılan ve diğersistemle (reseptör, receptor) etki-leşen, istenmeyen sinyallerdir.Elektromanyetik kirliliğin, elek-tronik cihazlara olduğu gibi insansağlığına da olumsuz etkileri değer-lendirilerek askeri ve sivil endüs-tride çok sayıda standartoluşturulmuştur. Standartlar, ülke-lere göre değişkenlik gösterebil-mektedir; ancak hemen hepsi,içerik olarak, elektronik bir cihazınyayabileceği elektromanyetikenerji için limit belirlemekte ya dabir cihazın çalışabilmesi için ge-rekli olan dayanıklılık kriterlerinitanımlamaktadır [1].Elektronik cihaz üreticileri, ürün-lerinin belirlenen standartlara uy-gunluğunu yasal mevzuata göregaranti etmek zorundadır. Ülke-mizde, elektromanyetik uyumlulukbelgelendirmesi Türk StandartlarıEnstitüsü (TSE) tarafından yapıl-

Elektromanyetik Uyumluluk ve Girişim Analizleri

Ali Ziya ÖZERElektrik-Elektronik

Mühendisi, FİGES A.Ş.

ElektromanyetikTasarım ve

Analizler BölümüYüksek Frekans

Sorumlusu

Dr. Deniz BÖLÜKBAŞ

Elektronik Y. Mühendisi,

FİGES A.Ş. Elektromanyetik

Tasarım ve Analizler Bölümü

Ekip Yöneticisi

Şekil 1. İyileştirilmiş tasarım süreci.

maktadır. Elektromanyetik uyum-luluk ölçümlerinin yapılabilmesiiçin, cihazın, ARGE süreçlerinintamamlanmış ve üretilmiş olmasıgereklidir. EMU kriterleri, tasarı-mın ilk safhalarından itibaren dik-

kate alınmazsa ölçüm sonuçlarındahedeflenen kriterlerin sağlanmasıoldukça güçtür. Karmaşık tasarım-larda, EMU kriterlerinin tasarımaşamasından itibaren gözetilmesi,ürünün maliyet etkin geliştirilme-

sinde önemli bir faktördür. Bunusağlayabilmek için de bilgisayardestekli analizler günümüzdeyoğun olarak kullanılmaktadır.Şekil 1'de, bu akışa uygun “İyileş-tirilmiş Tasarım Süreci” görülmek-tedir.

2. ElektromanyetikEtkileşim ProblemiElektromanyetik etkileşim prob-lemi; emiter, reseptör ve her iki bi-leşen arasındaki yol olmak üzere,üç öğeye ayrıştırılabilir. Bu üç öğearasındaki etkileşimin azaltılmasıiçin:a) Emiter yayınımının azaltılması,b) Etkileşim yolunun

verimliliğinin azaltılması vec) Reseptörün dayanıklılığının

arttırılmasıyöntemlerinden biri ya da bir kaçıuygulanabilir.Etkileşim yolu sınıflandırması iseşu şekilde yapılmaktadır:İletken bağlantı yoluyla etkileşim(Conductive coupling): Emiter vereseptör arasında, güç kablosu, ara-yüz kabloları gibi fiziksel bir bağ-lantı vardır.Işıma yoluyla etkileşim (Radiativecoupling): Emiter ve reseptör ara-sında, fiziksel iletken bir bağlantıbulunmaz; ancak ışınım yoluyla

ARGE DERGİSİ 19

Şekil 2. EMU analizlerinde kullanılan örnek kutu.

Şekil 3. f =3GHz’de kaynağın ışıma paterni.

Şekil 4. Kutu içine yerleştirilen anten nedeniyle f=3GHz frekansı için elektrik alan dağılımı.

MAKALE I Savunma

20 www.figes.com.tr

emiter ve reseptör arasında elek-tromanyetik etkileşim bulunmak-tadır. Reseptör uzak alandabulunuyorsa ve emiter ile arasın-daki mesafe R ise elektromanyetikalan şiddeti 1/R ile azalmaktadır.Eğer reseptör yakın alanda (mutualcoupling) ise ve emiterde manye-tik alan etkin ise manyetik etkile-şim; emiterde elektrik alan etkinise kapasitif etkileşim söz konusu-dur.EMU problemleri, problem çözü-münün etkin olarak gerçekleştirile-ceği cihaza göre sınıflandırılabilir.Bunlar:1) İletken bağlantı yoluyla

etkileşimde emiterin etkisininazaltılması,

2) Işıma yoluyla etkileşimde emiterin etkisinin azaltılması,

3) İletken bağlantı yoluyla etkileşimde reseptörün dayanıklılığının arttırılması ve

4) Işıma yoluyla etkileşimde reseptörün dayanıklılığınınarttırılması şeklinde sıralanır.

Reseptörün dayanıklılığı, fonksiyo-nel özelliklerini yerine getirebil-mesi için gerekli şartlar olaraktanımlanabilir ve reseptör üreticisitarafından belirlenir. Emiterin ya-yınlayacağı elektromanyetik ener-jinin şiddeti, bilgisayar desteklianalizlerle hesaplanabilir. Elektro-manyetik girişim sinyallerini azalt-manın etkin bir yolu, reseptörüyalıtılmış bir kutu içine koyaraksinyallerin reseptöre ulaşmasını en-gellemektir. Ancak reseptöründiğer bileşenlerle çalışabilmesi için,kutu içinden dışarıya arayüz kablo-larının ulaşması amacıyla boşluklarbırakılmaktadır. Boşluklardan sızanelektromanyetik enerji, elektro-manyetik girişim sinyallerine yolaçabilir [2].

3. EMU AnalizleriMetodolojisiEMU analizlerinde, kablo konnek-tör bağlantıları için gerekli boşluk-lara sahip olan ve Şekil 2’de

görülen bir kutu kullanılmıştır.Kutu metal olup arka yüzündekablo konnektörleri için açıklıklarbulunmaktadır ve boyutları28x21x7 cm’dir.Simülasyonlar, ANSYS tarafındanticari olarak geliştirilen HFSS ya-zılımı kullanılarak gerçekleştiril-miştir. HFSS, endüstriyelstandartlarda 3 boyutlu tam dalgaelektromanyetik alan simülasyo-nunu Sonlu Elemanlar Yöntemi(Finite Element Method / FEM)ile gerçekleştiren kapsamlı birprogramdır. HFSS; elektrik vemanyetik alanları, akımları, S-pa-rametreleri ile uzak ve yakın alanışıma sonuçlarını vermektedir.Pasif gömülü elemanların, entegredevre paketlerinin, baskı devrekartı (PCB) ara bağlantılarının veanten, RF/mikro dalga bileşenleri,biyomedikal cihazlar gibi yüksekfrekans yapıların tasarımlarında,HFSS yüksek doğruluk ve perfor-mansa sahiptir. Simülasyonu ger-çekleştirmek için, kutu içinde ve

dışında birer monopol anten, emi-ter ya da reseptör olarak kullanıl-mıştır. Ayrıca, aynı anten,kutunun dışına da yerleştirilmiştir.Antenin f = 3 GHz frekansındaışıma paterni, Şekil 3’te görülmek-tedir.

3.1 Işıma Yoluyla Etkileşimde Emiterin Etkisinin AzaltılmasıIşıma yoluyla etkileşimde emiterinetkisinin azaltılması amacıyla emi-ter olarak yukarıda açıklanan mo-nopol anten kutunun içineyerleştirilmiş ve ışınım yapmasısağlanmıştır. Kutunun metal ol-ması durumunda, kutunun için-deki ve dışarıya sızan elektrik alanf = 3 GHz için Şekil 4’te gösteril-miştir. Konnektör açıklıklarındanyayılan elektromanyetik alan, şe-kilde açıkça görülmektedir.Kutu içine yerleştirilen anten ne-deniyle kutunun içinde ve dışındaoluşan elektrik alan dağılımı yankesiti, Şekil 5'te ve kutu içi ve yü-

Şekil 5. Kutu içine yerleştirilen anten nedeniyle kutunun içinde ve dışında oluşan elektrikalan dağılımının yan kesit.

Şekil 6. Kutu içine yerleştirilen anten nedeniyle oluşan elektrik alan dağılımı.

zeyinde oluşan elektrik alan dağı-lımı Şekil 6'da görülmektedir. Bek-lendiği gibi, kutu içinde yer alananten, kutunun dışına doğru kon-nektör açıklıklarından yayınımyapmaktadır.

3.2 Işıma Yoluyla Etkileşimde ReseptörünDayanıklılığının ArttırılmasıIşıma yoluyla etkileşimde respetö-rün dayanıklılığının arttırılmasıiçin, reseptörün metal bir kutuiçine yerleştirildiği durum incelen-miştir. Bu amaçla aynı monopolanten, metal kutudan uzaklığayerleştirilmiş ve kutu içindeki veyüzeyindeki elektrik alan değerlerigözlemlenmiştir.Kutu dışına yerleştirilen anten ne-deniyle oluşan elektrik alan dağılı-mının yan kesiti Şekil 7'de veüstten kesiti Şekil 8'de görülmek-tedir. Kutunun dışında yer alananten, konnektör açıklıkları yo-luyla kutunun içinde elektrik alanoluşumuna neden olmaktadır.

4. Baskı Devre Kartıİçin EMU AnalizleriBölüm 3’te, basit bir konfigürasyoniçin ışıma yoluyla etkileşimde re-septörün dayanıklılığının arttırıl-ması ve emiterin etkisininazaltılması analizleri incelenmiştir.Günümüzde, baskı devre kartlarıoldukça geniş uygulama alanınasahiptir. Tasarlanan bir baskı devrekartı EMU kriterlerine uygun ola-rak geliştirilmezse kendisi tıpkı birkaynak gibi davranır. Bölüm 3’teaçıklanan senaryolar, kaynağınmonopol anten yerine baskı devrekartı olduğu durumda da geçerlili-ğini korumaktadır. Benzer analiz-lerin yapılabilmesi için, baskı devrekartının yakın alan elektrik alandağılımının bilinmesi gereklidir.Bu amaçla ANSYS tarafından ge-liştirilen SIwave yazılımı kullanı-labilir.SIwave, baskı devre kartı ve elek-tronik parçaların güç-toprak hattı

ve sinyal bütünlüğü analizleri içinelektromanyetik temelli birçözüm programıdır. Altium, Ca-dence, Mentor ve Zuken gibiprogramlarda hazırlanmış projelerSIwave'e aktarılarak; rezonans,yansımalar, simültane anahtar-lama gürültüsü, güç-topraklamasıçrama, DC voltaj ve akım dağı-lımlarının yanı sıra yakın ve uzakalan radyasyon desenleri de he-saplanabilir. SIwave; DC, AC veEMI simülasyonlarının gerçekleş-tirilmesi için hibrid ve tam dalgasonlu elemanlar çözüm sistemiiçerir. Şekil 8’de görüldüğü gibi,baskı devre kartının yakın alanışıma paterni, SIwave yazılımı ileelde edilerek benzer analizler ger-çekleştirilebilir.

4. Değerlendirme veSonuçBu makalede yer alan analizlerdengörüldüğü gibi, tasarlanan elektro-nik cihazın bilgisayar destekli ana-lizlerinin tasarım aşamasından

itibaren yapılması, nihai ürününEMU kriterlerine uygunluğu sağ-lanması açısından önemlidir.EMU analizlerinde, ANSYS elek-tromanyetik ürün ailesi yazılımlarıbaşarıyla kullanılmaktadır.

Kaynaklar:[1] Clayton R. Paul,

Introduction to Electromagnetic Compatibility, John Wiley & Sons, Inc, 2. Basım, 2006.

[2] A.Z.Özer, D. Bölükbaş, “Elektromanyetik Dalganınİnsan Dokusuna Olan Etkilerinin Bilgisayar DestekliAnalizi”, ElektromanyetikAlanlar ve Etkileri Sempozyumu, EMANET2013, 8-9 Ekim 2013.

[3] Wolfgang Langguth, Fundamentals of Electromagnetic Compatibility (EMC),Hochschule für Technik undWirtschaft, 2006.

ARGE DERGİSİ 21

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.

MAKALE I El Aletleri

22 www.figes.com.tr

ÖzetBu çalışmada, İZELTAŞ A.Ş.bünyesinde tasarımını ve üretiminigerçekleştirdiğimiz, patentli ürünü-müz olan ayarlı montaj anahtarınailişkin tasarım iyileştirmesi çalışma-larındaki mekanik analizlerden bah-sedilecektir. Söz konusu anahtar,çok çeşitli cins ve ebattaki cıvata vesomunu açabilen, aynı zamandadünyada üretimi olmayan bir ürün-dür. Kullanım yerine göre, anahtarınağız ve gövde kısmı çeşitli döndürmemomentlerine maruz kalacağındandolayı, ağız ve gövde kısmında olu-şabilecek gerilme değerleri ve dağı-lımı tespit edilmiştir. Analizçalışmaları sonucu elde edilen veri-ler doğrultusunda, anahtarın gövdekısmında meydana gelen gerilmedeğerlerinin kritik seviyede olmadığıtespit edilmiş olup, buna istinadenanahtarın gövde kalınlığı azaltılarakanaliz çalışmaları gerçekleştirilmişve kalınlığın azaltılması ile gerilme

değerlerinin kritik seviyelere ulaşmadığı tespit edil-miştir. Böylece, anahtarın üretimi için daha az mik-tarda hammadde kullanılması sağlanarak üretimmaliyetleri düşürülmüştür.

1.GirişGünümüzde, bilgisayar mühendisliği teknolojilerininilerlemesinin mühendislik bilimlerine en olumlu et-kilerinden biri, mühendislik analizlerinin standart bil-gisayarlar tarafından yapılabilir hâle gelmesi olmuştur.Bu analizler sayesinde, bazı durumlarda oluşacak so-nuçlar, önceden kestirilebilir bir hâl almıştır. Bu ça-lışmada kullanılan ANSYS programı, tasarımprogramları ile senkron şekilde çalışması ve kullanıcıdostu ara yüzü sayesinde, savunmadan otomotivekadar birçok sektörde kullanılan bir programdır. Sonluelemanlar yöntemini referans alarak çalışan program,gelişmiş çözücüleri sayesinde, en kısa sürede en iyi so-nucu kullanıcıya vermeyi vadetmektedir. Bu doğrul-

Fark Yaratan Malzeme Tasarrufu

Ayarlı Montaj Anahtarının Tasarımı ve Mekanik Analizi

Yiğit ERÇAYHAN

Makine YüksekMühendisi,

İZELTAŞ A.Ş. Ar-Ge Merkezi

Murat DELİBALCI

Makine Mühendisi,

İZELTAŞ A.Ş. Ar-Ge Merkezi

Şekil 1.Ayarlı montaj

anahtarının ilk tasarımı.

Şekil 2. Mesh işlemi.

tuda İZELTAŞ, bünyesine yeni kattığı ANSYS prog-ramı ile yaptığı ve yapacağı çalışmalar sayesinde, dahayüksek kalite ve ürün çeşidinde zenginleşmeyi hedef-lemektedir.İZELTAŞ’ın bünyesinde kurulan Ar-Ge Merkezi ta-rafından gerçekleştirilen bu çalışmada; bugüne kadarTürkiye'de ve dünyada üretilmeyen, boyutları 6-22 mm arasında değişen, çeşitli geometrik özelliğesahip cıvata ve somunları açabilen, ayarlanabiliranahtar ağzına sahip, 8" boyunda ayarlı montaj anah-tarının model tasarımı ve mekanik analizi yapılmıştır.

ARGE DERGİSİ 23

Şekil 5. Mesh işlemi.

Şekil 3. Ayarlı montajanahtarına uygulanan

döndürme momenti.

Şekil 4. Ayarlı montaj anahtarı ikinci tasarımı.

MAKALE I El Aletleri

24 www.figes.com.tr

Yapılan analizlerde, ayarlı montaj anahtarının, TS81 standardına uygun cıvatayı açmak için gerekenasgari döndürme momenti uygulandığında, ağız vegövde kısmında oluşan gerilme değerleri ve dağı-lımı tespit edilmiştir.

2. Ayarlı Montaj AnahtarınınSonlu Elemanlar Yöntemi ile Gerilme AnaliziBu çalışmada, anahtar ağzı 13 mm olan ayarlı montajanahtarının iki farklı tasarımı üzerinde gerilme ana-lizi çalışmaları yapılmıştır. İlk yapılan tasarım,ANSYS programına aktarılmıştır (Şekil 1). Ayarlımontaj anahtarının mesh işlemi, 425.310 adet ele-manla gerçekleştirilmiştir (Şekil 2). Şekil 3’te belir-tilen kırmızı bölgeden ise 25.800 Nmm'lik momentuygulanmıştır.Ayarlı montaj anahtarının ikinci tasarımı, ilk tasa-rımdan farklı olarak, gövde kısmı daha ince olacakşekilde yapılmış ve ANSYS programına aktarılmıştır(Şekil 4). Mesh işlemi, 650.761 adet elemanla ger-çekleştirilmiştir (Şekil 5). İlk tasarımda olduğu gibi,ikinci tasarımda da 25.800 Nmm'lik moment uygu-lanmıştır (Şekil 6).

3. Analiz SonuçlarıYapılan ilk tasarıma göre gerçekleştirilen analiz so-nuçları, Şekil 7’de gösterilmiştir. Uygulanan dön-dürme momentine göre, ağzın sabit kısmında,ortalama 120 MPa gerilme meydana gelmiştir

(Şekil 7-a). Gerilme dağılımı, anahtarın somunututma yüzeyinde meydana gelmiş ve azami gerilme 292,44 Mpa olarak tespit edilmiştir. Ürünün anah-

Şekil 7. Ayarlı montaj anahtarının ilk tasarımının gerilme analizi, a) Anahtar ağzının sabit kısmında oluşan gerilme dağılımı, b) Anahtarağzının hareketli kısmında oluşan gerilme dağılımı, c) Gövde kısmında oluşan gerilme dağılımı

Şekil 6. Şekil 6. Ayarlı montaj anahtarınauygulanan döndürme momenti.

7 a) Anahtar ağzının sabit kısmında oluşan gerilme dağılımı.

7 b) Anahtar ağzının hareketli kısmında oluşan gerilme dağılımı.

7 c) Gövde kısmındaoluşan gerilme dağılımı.

tar ağzının hareketli kısmında meydana gelen ge-rilmeler, ortalama 100 Mpa civarındadır (Şekil 7-b). Aynı şekilde, gerilme dağılımı, çeneninsomunu tutma yüzeyinde meydana gelmiş ve azamigerilme, 229,66 Mpa olarak tespit edilmiştir. Ürü-nün sap kısmındaki ortalama gerilme, 50 Mpa ola-rak saptanmıştır (Şekil 7-c). Ayarlı montajanahtarının kritik bölgelerindeki gerilme dağılımısonuçlarına bakıldığında, elde edilen veriler, kul-lanılan malzeme olan 31CrV3 alaşımlı çeliğin li-teratürdeki akma gerilmesi değerinden oldukçaaşağıda olduğundan, anahtarın ağız yüzeyinde de-formasyon olmayacağı öngörülmüştür.Analiz yapıldıktan sonra, gövde kısmında oluşangerilme değerlerinin kritik değerlere ulaşmamasın-dan dolayı daha hafif bir ürün elde etmek, aynı za-manda malzeme tasarrufu sağlamak için gövdebölgesinin içi boşaltılarak tekrar gerilme analizi ya-pılmıştır. Şekil 8’de görüldüğü üzere bir öncekianalizdeki aynı şartlar altında yapılan analiz sonu-cunda ürünün ağzının sabit ve hareketli kısmındaortalama olarak aynı değerler bulunmuştur. Farkolarak ağız kısmında maksimum gerilme değeri300,12 Mpa, hareketli kısmında maksimum 237,46Mpa gerilme değerleri elde edilmiştir. Görüldüğüüzere, önceki tasarımda elde edilen maksimum ge-rilme değerleri ile yeni tasarımla elde edilen mak-simum gerilme değerleri arasında kayda değer birfark olmadığı gözlemlenmiştir. Yeni tasarım ile ya-pılan analiz sonucunda yaklaşık aynı değerler elde

edilmesinden dolayı yeni tasarım uygun bulunmuşve böylece yeni tasarlanan modelde 43 gr malzemetasarrufu sağlanmıştır.

4. SonuçlarYapılan analizler sonucunda, ikinci yapılan tasa-rımda, birinci tasarımdakiyle aynı döndürme mo-menti uygulandığında, gerilme değerlerinin kritikseviyelere çıkmadığı tespit edilmiştir. Bu sayede,yeni tasarım ile eski tasarıma göre, bir üründe 43 gr;yıllık ortalama üretim miktarı ele alındığında iseyaklaşık 500 kg malzeme tasarrufu sağlanmış ve böy-lece üretim maliyetleri düşürülmüştür.

ARGE DERGİSİ 25

Şekil 8. Ayarlı montaj anahtarının ilk tasarımının mukavemet analizi, a) Anahtar ağzının sabit kısmında oluşan gerilme dağılımı, b) Anahtarağzının hareketli kısmında oluşan gerilme dağılımı, c) Gövde kısmında oluşan gerilme dağılımı.

8 a) Anahtar ağzının sabit kısmında oluşan gerilme dağılımı.

8 b) Anahtar ağzının hareketli kısmında oluşan gerilme dağılımı.

8 c) Gövde kısmındaoluşan gerilme dağılımı.

MAKALE I Enerji

26 www.figes.com.tr

Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemlerinde Rüzgâr DirencininFSI Analizi ile Araştırılması

Simülasyon Rüzgâra Karşı

Dr. Emine Cerit Vaillant Group

TurkeyTürk DemirDöküm

Fabrikaları A.Ş.Ar-Ge

Simülasyon Sorumlusu

Görkem Madenoğlu

Vaillant GroupTurkey

Türk DemirDöküm Fabrikaları A.Ş.

Ar-Ge Simülasyon Mühendisi

Giriş Kullanımı giderek yaygınlaşanevsel amaçlı güneş enerjili suısıtma (GESI) sistemleri, kurul-dukları yerlerde şiddetli rüzgâramaruz kalabilmektedirler. Bu ne-denle kurulum seti ve bağlantı şek-linin, çalışma şartları altındagüvenlik gereksinimlerini sağlaya-cak şekilde tasarımı önemlidir. Buçalışmada, Lykia 300 lt teras tipibir GESI sistemi kurulum seti vebağlantı şeklinin, 130 km/sa rüzgârhızı altındaki davranışı, tek yönlüFSI (Fluid-Structure Interaction /Akışkan-Yapı Etkileşimi) analiziyardımıyla incelenmiş ve elde edi-len sonuçların rüzgâr tüneli testin-den elde edilen sonuçlar ileuyumlu olduğu belirlenmiştir. FSI problemleri, Türk DemirDö-küm Fabrikaları A.Ş. bünyesinde,ANSYS Fluent ve ANSYS Mec-hanical yazılımlarının birlikte kul-lanılmasıyla çözülmektedir.

Sayısal AnalizFSI analizleri, yapıların etrafların-dan veya içlerinden geçen akışkanile birlikte etkileşimli olarak yap-tığı dinamik hareketlerin incelen-mesine olanak sağlamaktadır.Akışın etkisinden kaynaklanan

yapının hareketi ya da deformas-yonu, akışı etkileyecek büyüklüktedeğil ise tek yönlü (one-way); eğerakışın karakteristiğini değiştirecekbüyüklükte ise çift yönlü (two-way) FSI yaklaşımı kullanılmalıdır.Bu çalışmada, tek-yönlü bir FSIuygulaması ele alınmıştır. Diğer birdeyişle yapı üzerindeki akış kay-naklı basınç etkisi sonlu elemanlarmodeline aktarılmış; fakat yapınınakışa tepkisi ihmal edilmiştir.Lykia 300 lt teras güneş enerjisi se-tinin belirlenen şartlar altındakidavranışlarının gözlemlenebilmesiamacıyla yapılan FSI analizi, ikiaşamadan oluşmaktadır. İlk aşa-mada, CFD (Computational FluidDynamics / Hesaplamalı Akışkan-lar Dinamiği) analizi sonucunda,kolektöre ve solar tanka etkieden basınç değerleri bulunur.İkinci adımda, bulunan basınçdağılımları yapı üzerine etki etti-rilerek yapının bu yüke vereceğitepki belirlenir. Bu çalışmada, ya-pılan FSI analizinin yapısal kıs-mında izlenilen prosedürdenbahsedilecektir.Rüzgârın arkadan estiği durumda,kolektörün üst ve alt bölgelerindeoluşan basınç farkı, kolektörü ha-reket etmeye zorlamaktadır. Bu ise

Şekil 1: Lykia 300 lt teras tipi GESI.

© U

nited States Departm

ent of Agriculture

kurulum setine etki eden bir yükoluşturur. Sistemde kolektörler,ayak setine farklı açılarla monteedilebilmektedir. Yapılan çalış-mada, sisteme etkiyen rüzgâr yükü-nün en çok olacağı 40 derecelikmontaj durumu seçilmiştir; böy-lece sistem en kötü şartlarda testedilecektir.Analizin yapısal kısmına, geometriüzerinde gerekli basitleştirmeler ya-pılarak başlanmıştır. Model üze-rinde ağ yapısı oluşturmayızorlaştıracak, çözümü uzatacak veaynı zamanda sonuçları etkileme-

yecek vida dişi ve bölünmüş küçükyüzeyler gibi ayrıntılar sadeleştiril-miş; kullanılan sac malzemeleryüzey olarak modellenmiştir. Aynızamanda, modelin simetrisinden deyararlanılmıştır (Şekil 2). Bu şe-kilde, ağ yapısı oluşturulurken kul-lanılacak eleman sayısı büyükölçüde azaltılmış ve kalitesi arttırıl-mıştır. Ayrıca, modeli ANSYSMechanical yazılımına aktarmadanönce, bağlantı elemanları, profillerve diğer parçalar arasındaki kontak-ların gerçekteki duruma uygun ol-ması için, gerekli yerlerdeki

yüzeyler bölünerek kontak yüzeylerihazırlanmıştır. Böylece, kritik böl-gelerde en doğru sonuçlara ulaşmakmümkün hâle gelmiştir.Simetri ekseninden kesilerek ana-lize yarım hâlde dâhil edilen mo-delin, ANSYS Mechanicalyazılımı içindeki simetri koşulukullanılarak tam model davranış-ları göstermesi sağlanmıştır.ANSYS Mechanical yazılımı üze-rinde, kontakların ve ağ yapısınınoluşturulması gibi işlemlere geçme-den önce, ANSYS Workbencharayüzünde bulunan “Engineering

ARGE DERGİSİ 27

Şekil 2: a) Analizi yapılacak sistemin üretim modeli, b) Hesaplamaların yapılacağı model.

Şekil 3: Model üzerinde oluşturulan ağ yapısı ve ağ yapısının ayrıntılı görüntüsü.

Şekil 3 a

Şekil 2 a Şekil 2 b

Şekil 3 b

Data” sekmesinden, analizde kul-lanılacak malzemeler belirlenmiş-tir. Bu çalışmada, 290 MPa akmadayanımına sahip çelik ve 150MPa akma dayanımına sahip alü-minyum kullanılmıştır. Materyal-lere plastik davranışlarıekleyebilmek için, malzeme özel-liklerinden “Bilinear IsotropicHardening” kullanılmış ve tanjantmodülü 100 MPa olarak seçilmiş-tir. Ayrıca solar tank ve kolektör-lerin ağırlıklarının ayarlanmasıiçin, farklı yoğunluklarda oluşturu-lan malzemeler de analize dâhiledilmiştir.Geometrik modelin hazırlanmasıve kullanılacak malzemelerin ta-nımlanmasından sonra, basitleşti-rilmiş model ANSYS Mechanicalyazılımına aktarılarak parçalar ara-sındaki kontaklar ve kontak para-metreleri belirlenir. Bu çalışmada,parçalar arasında sürtünmesiz (fric-tionless), sabit (bonded) kontaklarve tek doğrultuda dönmeye izinveren mesnetler (revolute joint)kullanılmıştır. Ayrıca çok sayıdadoğrusal olmayan (non-lineer)kontak içeren bu tarz analizlerde,“Contact Tool” kullanılarak kon-takların çalışıp çalışmadığı ya daçalışmaları için ne tür önlemler alı-nabileceği, analizin sonuçlanmasıbeklenmeden görülebilir.Analiz prosedüründe kontaklar be-lirlendikten sonraki adım, ağ yapı-sının oluşturulmasıdır. Gerekliparametreler girildikten sonra, mo-delin ağ yapısı oluşturulabilir. Ya-pılan çalışmada, özellikle profillerüzerindeki kontak bölgeleri gibikritik bölümlerde ağ yapısı sıklaş-tırılarak, oluşabilecek sayısal hata-ların en aza indirilmesiamaçlanmıştır (Şekil 3).Bir sonraki aşamada, yapı üzerineetki eden yüklerin ve desteklerinanalize dâhil edilmesi gerekir(Şekil 4). FSI çalışmalarında genelolarak en önemli yükleme; CFDsonuçlarından gelen basınç dağı-lımı ve sıcaklık gibi etkilerdir. Bu

MAKALE I Enerji

28 www.figes.com.tr

Şekil 4: Modelde kullanılan yüklemeve destekler.

Şekil 5: CFD sonuçlarındaANSYS Mechanical’aaktarılan basınç dağılımları.

Şekil 6: Aktarılan

basınç dağılımlarınınkontrolü ve

geometri üzerindeyaptığı etki.

çalışmada, CFD çözümlerindenelde edilen basınç dağılımlarının,CFD dosyasındaki hangi geomet-riden yapısal alandaki hangi geo-metriye aktarılacağı seçilmiş veaktarma işlemi gerçekleştirilmiştir(Şekil 5).Basınç dağılımları aktarılırken olu-şabilecek karışıklıklara karşı içe ak-tarılan (import edilen) yüküngeometrisini ve ne ölçüde doğru-lukla aktarıldığını, ANSYS Mec-hanical yazılımının içindengörmek mümkündür (Şekil 6). Sis-teme etki eden diğer yükler olankolektör ve solar tankın ağırlıkla-rının analize dâhil edilebilmesi içinyerçekimi ivmesi açılmıştır. Profil-lerin cıvatalar yardımıyla sabitlen-diği bölgelere sabit destek (fixedsupport); yere değen kısımlarınaise sürtünmesiz destek (frictionlesssupport) uygulanmıştır.Bu çalışmadaki gibi lineer olmayanmalzeme ve kontaklar barındırananalizlerin çözümlerinin tekadımda yapılması pek mümkündeğildir. Çözüm elde edilse bile so-nuçların doğruluğu şüpheli olmak-tadır. Bu sebeple bu çalışmada,analiz ayarlarında, çözümün 50adımda yapılması gerektiği belirtil-miş; böylece daha kolay ve güve-nilir sonuçlar elde edilmiştir.

Analiz SonuçlarıYapılan FSI analizinden elde edi-len sonuçlarda, parçalar üzerindekigerilimler ve parçaların deformas-yon değerleri incelenmiştir.Bulunan toplam deformasyon so-nuçlarından, parçaların ne kadarve hangi yönde hareket ettiklerianlaşılmıştır (Şekil 7). Bulunan so-nuçlar ışığında, U profiller üze-rinde, 6 mm’yi aşan deformasyondeğerleri görülmüştür. Bu değerler,U profiller üzerinde burkulmayasebep olabileceğinden, bu simülas-yondan çalışmasından sonra Uprofiller için burkulma analizi deayrıca gerçekleştirilmiş ve profille-rin bu çalışma şartları altında gü-

venli bir şekilde çalışabileceği gö-rülmüştür.Profillerin dışında, kolektörler vetankın deformasyon değerleri, buparçaların etraftaki yapılara çarp-ması ya da zarar vermesi gibi olası-lıklar göz önüne alınarak yapılananalizler sonucunda, Şekil 8’dekigibi belirlenmiştir. Tank ve kolek-

törler üzerindeki en yüksek yer de-ğişimi 5 mm mertebesinde olup, buyer değiştirmenin sisteme etkisi gü-venli sınırlar içindedir.Profiller üzerinde oluşan gerilme-ler, Şekil 9’da görülmektedir. Enyüksek gerilmelerin görüldüğü, Uve sigma profillerin birleşim böl-gesi, Şekil 10’da detaylı gösteril-

ARGE DERGİSİ 29

Şekil 7:Profiller üzerindeki deformasyon değerleri.

Şekil 8:Solar tank ve kolektörlerin deformasyon değerleri.

MAKALE I Enerji

30 www.figes.com.tr

miştir. Parçalar üzerinde meydanagelebilecek ve akma dayanımın-dan yüksek gerilim değerlerininyerleri ve bu alanların büyüklükleribelirlenmiştir. Sonuç olarak, bubölgelerin parçaya zarar verecekbüyüklükte olmadığı belirlenmiş;ayrıca sistem üzerine gelecek bukadar güçlü bir rüzgâr yükü bir se-ferlik (sürekli olmayan) bir yük-leme olacağı için, sistemin buşartlar altında zarar görmeyeceğibelirlenmiştir.

SonuçLykia 300lt teras tipi bir GESI sis-teminde 130 km/h rüzgâr hızı al-tında meydana gelecek etkilerinbelirlenmesi için yapılan bu çalış-mada, tek yönlü FSI analizi kulla-nılmıştır. Bu analiz kullanılarakelde edilen sonuçların, rüzgâr tü-neli testi ile bulunan sonuçlarlauyumlu olduğu görülmüştür.Bu çalışmanın, ayrıca, uygulamadakullanımı giderek artan FSI analiz-lerine ilgi çekmesi ve FSI uygula-malarından bir örnek vererek ilgilialanlarda çalışan mühendis vearaştırmacılara yöntemin uygula-nışı konusunda fikir vermesi bek-lenmektedir.

Şekil 9: Profiller üzerindekigerilim dağılımı.

Şekil 10 a

Şekil 10 b

Şekil 10: a) U profiller, b) sigma profiller üzerinde görülen malzemelerin akma dayanımları üzerindeki gerilimler kırmızı renk ile gösterilmiştir.

ÖZETTürkiye'deki hırsızlıklarınbüyük kısmı, yaygın ifadeylekapı kırılarak yapılmaktadır.Oysa "Kapı kırma"ların çokazında gerçek anlamda kapı kı-rılır. En yaygın yöntem, halkarasında “göbek” olarak bili-nen kilit silindirinin (barel)kırılmasıdır. Böylece kilit ko-layca açılabilir. Bu çalışmada,

silindirin kırılmasını engelleyecek bir silindir destekparçasının (Silindir Takviye Elemanı) tasarım sü-reçleri özetlenecektir. Tüm aşamalarında bilgisayardestekli analiz programı ANSYS’in kullanıldığı ta-sarım süreci ve yapılan analizler, görseller ve teknikaçıklamalarla sunulmuştur.

1. GirişBir hırsızlık yöntemi olarak kilit silindirinin kırıl-ması, hırsızlar tarafından yaygın olarak kullanıl-maktadır. Silindirin hammaddesi olan MS58 kalitepirinç, sağlamlık ve üretilebilirlik açısından opti-mum bir seçimdir ve bu nedenle silindir imala-tında kabul görmüş bir standart haline gelmiştir.Ne var ki pirinçten imal edilen silindir, özel olarakyapılmış kırma aparatıyla veya ayarlı pense ile ya-pılacak bir zorlamaya karşı koyacak seviyede değil-dir ve kırılma riski taşır. Euro profil olarak bilinensilindir profilinin montajının yapılabilmesi için,içinden M5 vidanın geçebileceği bir delik açıl-makta ve bu deliğe diş çekilmektedir. Silindir, kı-rılmaya çalışıldığında, bu M5 vida dişinin açıldığıbölgeden kırılmaktadır.Kale Kilit, bu bilgi ve deneyimlerinden hareketlekırılmaya karşı daha dayanıklı bir silindir üretmekararı almış ve bu çalışmayı başlatmıştır.

2. Silindirin Takviye Elemanlı KonstrüksiyonuStandart silindir gövdesi, pirinç malzemeden üreti-len ve farklı boylarda olabilen mamullerdir (Şekil1). Dünyada zamak, alüminyum ve çelik malzemekullanılarak üretilen silindirler de olmakla birlikte;pirinç, silindir malzemesi olarak en yüksek orandakullanılmaktadır.Bu çalışmada ilk olarak, pirinç silindirin kırılmaşekli değerlendirilmiştir. Kırılma koşullarını ve uy-gulanabilecek kuvveti değerlendirebilmek için ma-nüel ve çekme makinesinde kullanılabilecekaparatlar yapılmıştır (Şekil 2 ve 3). Testler ve eldekideneyimlerle silindirin en zayıf noktası olan M5vida deliğinden kırıldığı gözlenmiştir.

Kırılmaya karşı elde edilen ampirik değerlerdensonra, tasarım aşamasına geçilmiştir. Şekil 4’te gö-rüldüğü gibi, M5 vida deliğini de kapsayacak bu şe-kilde, sistemin tümünün mukavemetini arttıracakbir dizayn yapılmıştır.Dizayn incelendiğinde, tasarlanan tek bir parçanınsilindir profilinin altını oluşturduğu görülebilir. Si-lindirin en zayıf yeri olan M5 tespit vidası bölümü,komple takviye parçasının içinde kalmaktadır. Busayede, vida bölgesi kuvvetlendirilmiştir. Takviyeparçasındaki kanallara ve takviyenin üst tarafına,silindir profilini tamamlayacak şekilde pirinç parça-lar monte edilmektedir. Silindirin şifreleme kısmı,

ARGE DERGİSİ 31

MAKALE I Genel Makina

Sonlu Elemanlar Yöntemiile Kilit Silindir DestekParçası Dizaynı

Hırsızların İşiDaha Zor

Kadir İÇİBALMakina Mühendisi

Kale Kilit Ar-Ge Bölümü

Şekil 2: Manüelzorlamalı özel testaparatı.

Şekil 1: Standart Euro profil kesitli silindir.

MAKALE I Genel Makina

32 www.figes.com.tr

yani pimler ve tüpler, pirinç gövde içinde kalmakta;bu şekilde, silindir, anahtarla birlikte görevini ya-pabilecek şekilde tamamlanmaktadır.Bir diğer çok önemli konu ise takviye parçasının si-lindirle bağlantısıdır. İlk tasarımda, vida ve yarıklıpim ile montaj düşünülmüştür. Bu tasarım ile ana-lizler yapılmış, analiz sonucunda mukavemet değer-lerinin kritik olduğu görülmüştür. Devamında fiilitestler de yapılmıştır. Gerçekten de manüel ve testcihazında yapılan denemeler sonrasında gerçekleş-tirilen ilk tasarımın, tatminkâr olmadığı görülmüş-

tür (Şekil 5).Alınan sonuç sonrası, yeni ta-sarımlar yapılmıştır. Yapılan ta-sarımlar, ilk olarak ANSYS ileirdelenmiş; bu çalışmaların son-rasında da Şekil 6’da görülenmodel seçilmiştir.Yeni dizaynda, iki vida bağlan-tısı yerine, 4 vida bağlantısınageçilmiştir. Bu sayede, pirinçgövde parçaları ve takviye par-çanın çok daha sağlam olabi-leceği ve yüksek zorlanmalardadahi sistemin kırılmadan,sorun çıkarmadan çalışabile-ceği, analiz sonuçlarıyla göste-rilmiştir.Analiz sonuçlarına göre, mal-

zeme seçimi gözden geçirilmiş ve uygun olan mal-zeme tespit edilmiştir. Yeni malzeme numunesi iletestler yapılmış; sonuçların uygunluğu yapılan test-lerle de görülmüş ve onaylanmıştır.Takviye parçası tasarımı ve malzeme seçimi, sonluelemanlar yöntemi ile yapılan analizler sonucundaçok hızlı şekilde netleşmiş ve karar verilen malzemedoğrultusunda, sadece doğrulama için fiziki testleryapılmıştır.

Şekil 3: Kuvvetin bilgisayar kontrolünde uygulandığı test düzeni.

Şekil 5: İlk tasarımın manüel test sonrası deforme olmuş hali.

Şekil 4: Takviyeparçasının 3 boyutlu

modeli.

Şekil 6: Alternatif tasarım.

Takviye parçasından sonra kritik konu, bağlantı cı-vatalarının mukavemetidir. Bir kaç adımda yapılananalizler sonucunda, mevcut kullanılan cıvatalar se-çilmiştir. Son seçilen cıvatalarla fiziki test uygulan-mıştır (Şekil 8).

3. SonuçBilgisayar destekli tasarım programında yapılan ta-sarımların ANSYS ile analizi yapılmış ve uygun ta-sarımlar için laboratuvarda mekanik doğrulamatestleri gerçekleştirilmiştir.Testler, TS-EN-1303 standardına göre yapılmıştır.Standarda uygunluğun tespit edilebilmesi için, varolan test düzenekleri kullanılmıştır. Ayrıca kırılmatesti, özel bir aparat kullanılarak, manuel olarak ya-pılmıştır (Şekil 2). Laboratuvarda hazırlanmış, kuv-vetin bilgisayar kontrolünde uygulandığı testdüzeneğinde de denemeler yapılmıştır (Şekil 3).Sonlu elemanlar analizi, tasarım sürecinin hızlandı-rılmasında çok etkili olmuş; maliyetlerin düşürül-mesinin ötesinde, istenilen Kale Kilit kalitesine çokdaha hızlı ulaşılmasını sağlamıştır.

ARGE DERGİSİ 33

Şekil 7: Dört cıvatalı konstrüksiyonun gövde analizi.

Şekil 8: Cıvata, mukavemet, hammadde ve boyut değişikliği analizleri.

MAKALE I Otomotiv

34 www.figes.com.tr

KALE Oto Radyatör’ün,tüm alt yapısı tamamlananve yeni modern binasında

hizmet veren AR-GE Merkezi,2011 yılında faaliyete girmiştir.Aynı yıl ANSYS yazılımınınKALE Oto Radyatör tarafındankullanılmaya başlanması ile bir-likte, termal analizlerin yanı sırayorulma, titreşim ve termal ge-rilme analizleri gerçekleştirilmeyeve bunların sonuçları detaylı ola-rak raporlanarak müşterilere su-nulmaya başlanmıştır.Günümüzde üretim süreçlerini kı-saltmanın ve üretimde maliyeti dü-şürmenin önemi düşünüldüğünde,bilgisayar yazılımlarının bu süreç-lerde kullanılmasının sağladığı fay-dalar göz ardı edilemez. Bilgisayarlısimülasyonlar sayesinde, tasarlananbir ürünün gerçek (fiziksel) prototipiyapılmadan, sanal ortamda istenilenşartlarda analizleri gerçekleştirilebil-mekte ve tasarımda gerekli değişik-liklere gidilebilmektedir.

Bu çalışmada, bir otomobilinısıtma-havalandırma ve klima(heating, ventilation and air con-ditioning / HVAC) sistemi bünye-sindeki bir ısıtma peteğinin (Şekil1) tasarımında, tüp diplerinin ter-

Simülasyon Analiz Metoduile Araç İçi Isıtma KaloriferiGeliştirme Çalışmaları

Şebnem MARMARA

Makine Mühendisi,AR-GE

Simülasyon Müh. KALE

Oto Radyatör A.Ş.

Zeki TOSUNMakine Yüksek

Mühendisi, AR-GETasarım Yöneticisi

KALE Oto Radyatör A.Ş.

Şekil 1. Termal analizi yapılan ısıtma radyatörüne (kalorifer) ait 3B model görüntüsü.

Şekil 2. CFD analiz ile

sınır şartları yüklenen kalorifere

ait sıcaklık dağılımları.

mal gerilmelerinin hesaplanmasıanlatılacaktır. Bu hesaplamalar,eğer varsa tüp dibi çatlaklarınınüretimden önce tespit edilmesi vetasarım üzerinde gerekli değişiklik-lerin yapılmasını mümkün kılmak-tadır.Çalışmaya, bilgisayar ortamında 3boyutlu (3B) olarak tasarımı ta-mamlanmış olan bir kalorifer pete-ğinin, bir katı modellemeprogramında hesaplamalı akışkan-

lar dinamiği (Computational FluidDynamics / CFD) analizi içinuygun bir model haline getirilmesiile başlandı. Bir hacim olan model,öncelikle 3B tasarım programındayüzey haline getirildi ve içerisindedolaşan soğutucu sıvı, dondurul-muş gibi düşünülerek ayrı birhacim haline getirildi. Böylece,CFD analiz için ihtiyaç duyulanson model haline ulaşılmış oldu.Daha sonra, programa aktarılan

(import edilen) geometrinin mal-zemeleri tanımlandı. Kalorifer pe-teğinin kazanlarına, tablalarına vetüplerine alüminyum (A3003);içerisinde dolaşan soğutucu akış-kana (%50 su + %50 etilen glikol)ait akışkan ve malzeme sabitleri ta-nımlandı. Alüminyum için yoğun-luk, özgül ısı ve ısı iletim katsayısısabitleri; soğutucu akışkan için iseyoğunluk, viskozite, özgül ısı ve ısıiletim katsayısı sabitleri kullanıldı.CFD analizinde çözüm yaklaşımıolarak, iç ve dış akışkan giriş koşul-ları, kalorifer peteği için sabit tu-tulmuş biçimde ısıl performans veakış analizi yapıldı.CFD programına aktarılan katımodelin mesh işlemi ile ağ yapısıoluşturuldu. Kalorifer peteğindenistenilen performans verileri prog-rama tanımlandı. Bu analizde, soğutucu akışkanın kalorifer pete-ğine giriş şartı olarak akışkanın de-bisi (lt/dk), giriş sıcaklığı (°C),çıkış şartı olarak çıkış basıncı P=0ve tüp yüzeylerine birim ısı akısı

ARGE DERGİSİ 35

Şekil 3. Kalorifer peteği CFD akım çizgileri.

Şekil 4. Petek yüzeyindekisıcaklık dağılımları.

Şekil 5. Yapılan analiz sistematiği.

MAKALE I Otomotiv

36 www.figes.com.tr

(W/mm2) sınır şartları tanımlandı.Yapılan 1600 iterasyon ile kaloriferpeteğinin bu yüklemeler altındaakış ve ısı transfer analizi tamam-landı. CFD analiz sonuçları, Şekil2’de gösterilmiştir.Sonraki adımda, yapısal analiz ya-pabilmek amacıyla, peteğin yüze-yindeki sıcaklık dağılımlarınailişkin CFD analiz sonuçları (Şekil3), ANSYS Mechanical’a aktarıldı(Şekil 4). Böylece, tüp ile tablanınbirleştiği kısımlardaki -diğer bir de-yişle tüp diplerindeki- termal geril-meleri görebilmek için analizyapılabildi.ANSYS içinde, “External Data”ya“steady-state thermal” analiz “ste-ady-state thermal” analizin çözü-müne de “static structural” analizbağlandı (Şekil 5). “Engineeringdata” kısmına, malzemeler tanım-

landı. Tekrar mesh işlemi ile ağ ya-pısı oluşturuldu. Termal sınır şart-ları tanımlandı. “Static structural”kısmında da peteğe gerekli sabitle-meler yapıldı ve müşteri tarafındanistenilen 3 eksende de ivmeler ta-nımlandı. Sıcaklığın da etkisiyle is-tenilen ivme değerlerinde,kalorifer peteğindeki termal ge-rilme sonuçlarına ulaşılabildi.Şekil 6 ve 7’de, tüp diplerinde olu-şan azami ve asgari termal gerilme-ler yer almaktadır. Kaloriferpeteğinin tüplerinde kullanılanalüminyum malzemesinin akmagerilmesi, 220 MPa’dır. Tüplerdehesaplanan azami gerilmeler, mal-zemenin akma gerilmesi değerininçok altında olduğundan, peteğintasarımında herhangi bir değişik-liğe gitmeye gerek duyulmayacağıortaya çıkmıştır.

SONUÇLARBu çalışmada, bilgisayar ortamındaakışkanlar dinamiği analizi ve yapısalanaliz yöntemleri birleştirilerek, tasa-rımı yapılmış bir kalorifer peteğininüzerindeki yüksek termal gerilmeyesahip olan tüp veya tüpler tespit edil-miştir. Bu tür bir mühendislik analiziyaklaşımı, termal gerilemelerin yük-sekliğinden dolayı sızıntı oluşturmaihtimali olan bölgeleri, daha prototipüretimi yapılmadan belirlemeye ola-nak sağlamaktadır. Buradaki çalış-mada gerek duyulmamasına rağmen,sızıntı oluşturma olasılığı olan bölge-lerde kalınlıkların arttırılması, kulla-nılan malzemenin değiştirilmesi veyatasarımda değişiklikler yapılması gibiönlemlerin uygulanması mümkün-dür. Böylece, ileride oluşması muh-temel olan hasarlar daha ürüntasarım aşamasında önlenebilir.

Şekil 6. Isıl gerilmeler.

Şekil 7. Eşdeğer gerilmelere ait sonuçlar.