Tez detayları

Design and characterization of a micro mechanical test device = Mikro mekanik test cihazının dizaynı ve karakterizasyonu

Yazarlar:

Altintepe, Elif

Yayıncı:

İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2015

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000082250

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

Devices with micro- and nano- scale components are becoming more commonplace and demand for better quantification of the properties such as Young's modulus, stiffness, and damping of small-scale components is increasing. Since these properties can differ significantly from their bulk values, their direct measurements using a micro mechanical test device is offered in the thesis. The micro-scale test device described in this thesis consists of a platform that also includes subsystemsto measure stress and strain, actuation, sample fabrication and grippers to mount the samples.A notch-flexure based monolithic structure is used for the device platform to provide high-resolution precise motion. A piezoelectric actuator, a force transducer, and a vibrometer are used for actuation, force measurement and velocity measurement, respectively.Finite element analyses and experiments are carried out in order to characterize the apparatus as a micro mechanical test device. Static, time-dependent cases are analyzed and its eigenfrequencies are determined. Required calibrations and drift analysis of instruments are conducted. Force and velocity relations are obtained, and results are evaluated for linearity and repeatability. Finally, operating range of proposed device is determined for use as a micro mechanical test device.

Mikro- ve nano- boyutlardaki komponentler içeren cihazların kullanımının artmasıyla, mikrometre boyutlarındaki malzemelerin elastisite modülü, sertlik ve sönümlenme oranı gibi özelliklerinin belirlenmesi önem taşımaktadır. Mikro boyutlarda malzemenin mekanik özelliklerinin ayn malzemenin büyük boyutlarından farklılaşması sebebiyle bu tezde malzeme özelliklerinin mikro çekme testi ile direkt olarak belirlenmesi önerilmektedir. Yüksek çözünürlükte gerilim ve gerinim ölçmek, hareketi sağlamak, numuneyi hazırlamak, test aletini ve numune tutucular dizayn etmek çekme testinin önemli parçalarıdır. Bu tezin amacı mikrometre boyutlarındaki malzelemelerin özelliklerini belirlemeyebilmek için mikro mekanik test cihazını dizayn ve karakterize etmektir.Çentikli bükülebilen yekpare yapı yüksek çözünürlükte ve hassas hareketsağlayabildiği için bu cihaz için uygundur. Piezoelektrik eyleyici, kuvvet transdüseri ve vibrometre sırasıyla hareketi sağlamak, kuvvet ölçmek ve hız ölçmek için kullanılmıştır.Dizayn edilen cihazın mikro mekanik test cihazı olarak kullanılabilirliğini görmekiçin sonlu eleman analizleri ve deneyler yapıldı. Durağan, zamana bağlı ve doğal frekans analizleri yapıldı. Kullanılan cihazların gerekli kalibrasyonları ve kayma analizleri yapıldı. Deneysel olarak da kuvvet ve hız ilişkisi bulundu ve sonuçlar lineerlik ve tekrarlanabilirlik açısından incelendi. Son olarak, cihazın çalışma aralığı belirlendi ve önerilen dizaynın mikro mekanik test cihazı olarakkullanılabileceğine karar verildi.

Tez detayları

Design and characterization of a micro mechanical test device = Mikro mekanik test cihazının dizaynı ve karakterizasyonu

Yazarlar: Altintepe, Elif

Yayıncı: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2015

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000082250