Kendinizi tanıtabilir misiniz?
Makine ve Malzeme Mühendisliği alanındaki doktoramı 2020 yılında Malezya Ulusal Üniversitesi'nden, Malezya Eğitim Bakanlığı'nın saygın FRGS Bursu ile kazandım. Olağanüstü kalitesiyle tanınan doktora araştırmam, teorik ve hesaplamalı mekanik alanında en iyi doktora tezine sahip olma onurunu kazandı. Aynı yıl, Bilkent Üniversitesi'nin ev sahipliğinde prestijli Horizon Europe Marie Skłodowska-Curie Araştırma Bursu'nu alma ayrıcalığına sahip oldum ve burada çevrimsel yüklemeye (cyclic loading) maruz kalan 3D baskılı Microlattice yapıları için bir mikromekanik modeli geliştirmeye odaklandım.
Projenizi anlatabilir misiniz?
Mühendislik yapılarında en yaygın hasar türü olan yorulma (fatigue), yıkıcı sonuçlara yol açma potansiyeli nedeniyle büyük önem taşımaktadır. Yorulmanın, mekanik servis arızalarının yaklaşık %90'ından sorumlu olduğu ve endüstrilerdeki çok çeşitli hareketli parçaları ve bileşenleri etkilediği tahmin edilmektedir. Birkaç on yılı kapsayan kapsamlı araştırma çabalarına rağmen, malzemelerdeki yorulmadan anlaşılanlar eksik kalmaktadır. Bu projenin temel amacı, metalik malzemelerde yorulma arızasını tahmin etmek için son teknoloji ile donatılmış bir arayüz geliştirerek köklü bir değişiklik sağlamaktır. Proje özünde, yorulma çatlaklarının çekirdeklenmesini ve büyümesini tutarlı ve kapsamlı bir şekilde tanımlayabilen yeni bir yorulma modelleme arayüzü oluşturmayı amaçlamaktadır. Bu yaklaşım, peridynamics gibi gelişmiş hesaplama araçları ile sönümlenmeye dayalı (dissipation-based) bir yorulma modelinin benzersiz ve umut verici bir sentezini temsil etmektedir. Bu unsurları entegre ederek, karmaşık yorulma çatlağı başlangıcı ve yayılmasının detaylarına birleşik bir matematiksel çerçeve içinde bir çözüm yolu sunar ve çatlak büyümesini yöneten ek ilişkilere ihtiyaç duyulmasını ortadan kaldırır. Bu araştırmanın daha geniş kapsamlı sonuçları derin olup, çok çeşitli mühendislik uygulamalarına kadar uzanmaktadır; çünkü çeşitli yapı ve bileşenlerin yorulma performansını tasarlama ve analiz etme şeklimizde devrim yaratmayı vaat etmektedir. Bu ilerleme, çok sayıda mühendislik sisteminin güvenliğini, verimliliğini ve güvenilirliğini artırma potansiyeline sahiptir.
Projenizde süreç nasıl işledi?
Proje üç ana aşamadan oluşuyor:
1- Yorulma Modeli Geliştirme: İlk aşama, peridinamik tabanlı yeni bir yorulma modeli oluşturmayı amaçlamıştır. Bu model, yorulma çatlağı başlangıcını ve büyümesini tahmin etmek için birikmiş dağılmayı(accumulated dissipation) anahtar parametre olarak kullanmıştır. Teorik çerçeve, çevrimsel yükleme sırasındaki dağılmayı mikroskobik hasar birikimiyle ilişkilendirmiştir.
2- Plastisite için CPD(Sürekli-ortamlar kinematiğinden ilham alan Peridinamik) Formülasyonu: İkinci aşamada proje, çevrimsel mikro ve makro ölçekli plastisiteyi hesaba katmak için tutarlı bir CPD formülasyonu geliştirmeye odaklanmıştır. Bu formülasyon geleneksel akma yüzeyini(yield surface) ortadan kaldırmış ve dağılma eşitsizliği ve sıkıştırılamazlık ile ilgili kısıtlamaları karşılayan orantıdan-bağımsız(rate-independent) bir dönüt sağlamıştır.
3- Hesaplamalı Uygulama: Son aşama, peridinamik tabanlı yorulma modelinin sağlam bir hesaplama şemasına uygulanmasını içeriyordu. Bu, sayısal teknikler kullanarak ve hacim ayarlamaları, atalet terimlerinin ele alınması ve sonuç yakınsamasının sağlanması gibi karmaşıklıkları ele alarak peridinamik hareket denkleminin çözülmesini gerektirmiştir. Özellikle çok sayıda veri noktası içeren senaryolarda verimlilik için paralel hesaplama(parallel computing) kullanılmıştır.
Bu aşamalar toplu olarak malzemelerde yorulmayı anlamak ve tahmin etmek için kapsamlı bir çerçeve oluşturdu.
Projenin üniversite ve ülkemiz açısından önemi nedir?
Bu projenin hem üniversite hem de ülkemiz için önemi yadsınamaz. Mühendislik yapılarında en yaygın arıza nedeni olan yorulma, mekanik servis arızalarının yaklaşık %90'ından sorumludur ve çok çeşitli endüstrileri etkilemektedir. Bu proje, metalik malzemelerde yorulma hatasını tahmin etmeye yönelik dönüştürücü bir yaklaşıma öncülük etmekte olup, üniversitenin araştırma mükemmeliyetine katkıda bulunmakla kalmayıp aynı zamanda önemli bir ulusal öneme de sahiptir.
Proje, yorulma çatlaklarının çekirdeklenmesini ve büyümesini kapsamlı bir şekilde ele alan son teknoloji bir yorulma modelleme çerçevesi sunmaktadır. Dağılmaya dayalı bir yorulma modelini peridynamics gibi gelişmiş hesaplama araçlarıyla birleştirerek, çatlak büyümesini yöneten ek ilişkilere olan ihtiyacı ortadan kaldıran birleşik bir matematiksel çerçeve sunmaktadır. Bu yenilik, çeşitli yapıların ve bileşenlerin yorulma performansını tasarlama ve analiz etme şeklimizde devrim yaratmayı vaat ettiği için geniş kapsamlı etkilere sahiptir.
Ulusal ölçekte bu araştırma, ülkemizin refahı ve rekabet gücü için kritik önem taşıyan çok sayıda mühendislik sisteminin güvenliğini, verimliliğini ve güvenilirliğini artırma potansiyeline sahiptir. Ayrıca proje, bilgi ve inovasyonun sınırlarını zorlayarak üniversitenin araştırma profilini önemli ölçüde yükseltiyor ve kritik mühendislik sorunlarının ele alınmasında lider konumunu güçlendiriyor.
Gelecek planlarınız nelerdir?
Gelecek ve uzun vadeli planlarım, olağanüstü yorulma performansına sahip metamalzemeler yaratmak ve üretmektir. Bu hedefe ulaşmak için, odak noktam, kapsamlı hesaplamalı analiz yoluyla yorulma sürecine ilişkin anlayışımı derinleştirmek etrafında dönüyor. Yorulma davranışı hakkında derin bilgiler edinerek, metalik malzemelerin çeşitli yükleme ve sınır koşulları altında nasıl performans göstereceğini tahmin etmeyi amaçlıyorum. Proje boyunca, sofistike hesaplama simülasyonları yapmak için gelişmiş araçlar geliştirmeye ve yeni beceriler edinmeye devam edeceğim. Bu simülasyonlar, malzemelerde yorulmayı yöneten temel kurucu teorileri tanımlamama ve iyileştirmeme yardımcı olacak. Nihayetinde bu çabalar, malzemelerin genel yorulma davranışını güvenle tahmin etmemi ve şekillendirmemi sağlayacak ve gelecekte çığır açan metamalzemelerin başarılı tasarımı ve üretimi için temel oluşturacak.
Branşınızda çalışmak isteyen kişilere bazı tavsiyelerde bulunabilir misiniz?
Teorik ve hesaplamalı katı mekaniği alanında çalışmakla ilgileniyorsanız, çok çeşitli mühendislik ve malzeme bilimi disiplinleri için geçerli olabilecek bazı genel tavsiyeleri şöyle sıralayabilirim:
1- Güçlü Bir Temel Oluşturun: Matematik, fizik ve temel mühendislik ilkelerinde sağlam bir temel geliştirmeye odaklanın. Bunlar, malzeme ve mekanikteki daha ileri kavramları anlamak için temeldir.
2- Meraklı Kalın: Güçlü bir merak duygusunu ve işlerin nasıl yürüdüğünü, bozulduğunu ve geliştirilebileceğini keşfetme ve anlama isteğini koruyun.
3- Hesaplama Becerileri Edinme: Alanınızla ilgili hesaplama araçlarını ve yazılımları nasıl kullanacağınızı öğrenin. Simülasyon ve modellemede yeterlilik, araştırma ve analiz için genellikle çok önemlidir.
4- Uygulamalı Deneyim: Mümkün olduğunca staj, laboratuvar çalışması veya projeler yoluyla pratik deneyim kazanın. Teorik bilgiyi gerçek dünya koşullarında uygulamak çok değerlidir.
5- Çokça Okuyun: Akademik makaleleri, kitapları ve sektörel yayınları okuyarak alanınızdaki en son araştırma ve gelişmeleri takip edin. Gelişmekte olan trendler ve teknolojiler hakkında bilgi sahibi olun.
6- Ağ Kurun ve İşbirliği Yapın: Akranlarınız, mentorlarınız ve alanınızdaki profesyonellerden oluşan bir ağ kurun. İşbirliği genellikle yeni fırsatlara ve içgörülere yol açar.
7- Problem Çözme Becerileri: Güçlü problem çözme becerileri geliştirin. Yorulma ve arıza analizindeki birçok zorluk yaratıcı çözümler gerektirir.
8- Sürekli Öğrenme: Yaşam boyu öğrenmeyi benimseyin. Malzeme bilimi ve mühendisliği alanındaki teknoloji ve araştırmalar sürekli gelişmektedir. Uyum sağlamaya ve bilginizi genişletmeye açık olun.
9- Etkili İletişim: Bulgularınızı ve fikirlerinizi hem yazılı olarak hem de sunumlarda açık ve etkili bir şekilde iletmeyi öğrenin. İyi iletişim becerileri araştırma ve endüstride çok önemlidir.
10- Tutku ve Azim: Bu alanlarda kariyer yapmak zor olabilir, ancak tutku ve azim büyük ödüllere öncülük edebilir. Hedeflerinize bağlı kalın.
Teorik ve hesaplamalı katı mekaniği alanlarının çok çeşitli olduğunu ve çok çeşitli kariyer yolları sunduğunu unutmayın. Seçeneklerinizi açık tutun, uyumlu olun ve çalışmalarınızda ve kariyerinizde ilerledikçe ilgi alanlarınızı keşfetmeye devam edin.
