Düztaban ve Diyabet Hastası Bireyler için Kafes Yapılar Kullanılarak Ayakkabı Tabanı Tasarımı ve Optimizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İLKER DEMİRBAŞ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Birgül Aşçıoğlu Temiztaş

Eş Danışman: Niyazi Tanlak

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Düztaban ayak yapısına sahip olan bireylerin yere basmaları durumda ayak tabanında oluşan basınç dağılımı ayak yapısı ortopedik formda olan bireylere göre farklılıklar gösterir. Bu fark ayağın yük taşımaya uygun olmayan kısımlarına daha fazla yük gelmesine neden olur. Bireyin düztaban ayak yapısına sahip olmasının yanı sıra bir de diyabet hastası olması durumunda ise ayağın yük taşımaya uygun olmayan bölgelerinde yara oluşumu gerçekleşir. Diyabet hastaları için kritik basınç değeri 200kPa'dır [1]. Bu çalışmada vücut kitle endeksi referans değeri aşan bir birey incelenerek kritik basınç değerine göre bireyin ayak yapısında oluşan gerilme ve deformasyonlar farklı taban yapıları dikkate alınarak nümerik olarak sonlu elemanlar paket programı kullanılarak incelenmiştir. Nümerik çalışmada ayakta ve hareketsiz kalan bir bireyin statik olarak ayak tabanına gelen basınç dağılımını kritik değerin altına çekecek şekilde optimize edecek sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Optimizasyon; topoloji optimizasyonu ve topoloji optimizasyonu sonunda oluşan kafes yapılarının boyut optimizasyonu olarak iki aşamada gerçekleşmektedir. Bu optimizasyon modeli üç boyutlu yazıcıda basılabilecek şekilde üç farklı kafes yapısı için tekrarlanmış ve her bir kafes yapısının bulunduğu ayakkabı tabanı, ayak tabanındaki basınç dağılımını kritik değerin altına düşürmüştür. Oluşturulan kafes yapılarındaki gerilme ve deformasyon değerleri incelendiğinde birinci kafes yapısı diğer iki kafes yapısına göre daha az gerilme ve deformasyon değerlerine sahiptir. Ayakkabı tabanı tasarımı için birinci kafes yapısı bulunan model seçilmiş ve kullanılmıştır. Kafes yapıları kullanılarak üstün özelliklere sahip yapılar elde edilebilmektedir. Sonuç olarak; kafes yapıları kullanılarak üç boyutlu yazıcılar için üretime uygun ve hem düztaban hem de diyabet hastalığına sahip kişiler için ayak tabanı basınç dağılımını azaltıcı özel olarak üretilebilecek ayakkabı tabanı için tasarım modeli oluşturulmuştur.