Research Article

Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu

Volume: 16 Number: 2 June 1, 2026
EN TR

Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu

Abstract

Yumuşak pnömatik aktüatörler, esnek yapıları ve adaptif hareket kabiliyetleri sayesinde son yıllarda geniş bir ilgi alanı oluşturmuştur. Bununla birlikte, geometrik tasarım değişkenlerinin mekanik davranış üzerindeki etkilerine ilişkin mevcut çalışmaların kapsamı sınırlıdır. Bu çalışmada, içi boş odacıklı bir yumuşak pnömatik aktüatörün radius varlığı/yokluğu ve boyut (105 mm ve 139 mm) gibi tasarım parametrelerinin, farklı basınç koşulları altında bükülme davranışı üzerindeki etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Aktüatör geometrisi Fusion 360 yazılımında oluşturulmuş, silikon malzemenin hiperelastik özellikleri Mooney–Rivlin modeliyle tanımlanmıştır. Mekanik analizler ANSYS ortamında Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEA) kullanılarak gerçekleştirilmiş ve 5, 10 ve 15 kPa iç basınç seviyeleri için tekrarlanmıştır. Analiz sonuçları, geometrik parametrelerdeki farklılıkların aktüatörün bükülme miktarı ve şekli üzerinde belirgin bir etkiye sahip olabileceğini göstermektedir. Bu bulgular, yumuşak pnömatik aktüatörlerin tasarımında geometrik değişkenlerin dikkate alınmasının performans açısından önemli olduğunu ortaya koymaktadır.

Keywords

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

124E429

Thanks

Projede araştırmacı olarak çalışan ve destekleyen Prof. Dr. Feyza AKARSLAN KODALOĞLU hocamıza teşekkür ederim.

References

  1. Ariyanto, M., Munadi, M., Setiawan, J. D., Mulyanto, D., & Nugroho, T. (2019). Three-fingered soft robotic gripper based on pneumatic network actuator. In 2019 6th International Conference on Information Technology, Computer and Electrical Engineering (ICITACEE) (pp. 1-5). IEEE.
  2. Awad, L. N., Bae, J., O’donnell, K., De Rossi, S. M., Hendron, K., Sloot, L. H., ... & Walsh, C. J. (2017). A soft robotic exosuit improves walking in patients after stroke. Science translational medicine, 9(400), eaai9084.
  3. Baloch, S. K., Tunio, I. A., Ali, I., & Ahmed, S. (2023). A Nonlinear Finite Element Analysis of a Tapered Soft Actuator for Improved Bending Performance in Soft Robotics. Journal of Computing & Biomedical Informatics, 5(01), 336-344.
  4. Bhatia, A., & Sehgal, A. K. (2023). Additive manufacturing materials, methods and applications: A review. Materials Today: Proceedings, 81, 1060-1067.
  5. Cheng, J., Yu, S., Wang, R., & Ge, Q. (2024). Digital light processing based multimaterial 3D printing: challenges, solutions and perspectives. International Journal of Extreme Manufacturing, 6(4), 042006.
  6. Cianchetti, M., Laschi, C., Menciassi, A., & Dario, P. (2018). Biomedical applications of soft robotics. Nature Reviews Materials, 3(6), 143-153. https://doi.org/10.1038/s41578-018-0022-y.
  7. Davila-Vilchis, J. M., Ávila-Vilchis, J. C., Vilchis-González, A. H., Zúñiga-Avilés, L. A., & Jacinto-Villegas, J. M. (2022). Fabric inflatable soft actuators for soft wearable devices: The mosar case. Machines, 10(10), 871.
  8. Elfferich, J. F., Dodou, D., & Della Santina, C. . (2022). Soft robotic grippers for crop handling or harvesting: A review. Ieee Access, 10, 75428-75443

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Finite Element Analysis , Bioengineering (Other), Biomechanic

Journal Section

Research Article

Publication Date

June 1, 2026

Submission Date

August 26, 2025

Acceptance Date

November 11, 2025

Published in Issue

Year 2026 Volume: 16 Number: 2

APA
Alaca, Ö., Selçuk, E. N., Akman, H., & Selbaş, R. (2026). Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu. Journal of the Institute of Science and Technology, 16(2), 574-582. https://doi.org/10.21597/jist.1754065
AMA
1.Alaca Ö, Selçuk EN, Akman H, Selbaş R. Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu. J. Inst. Sci. and Tech. 2026;16(2):574-582. doi:10.21597/jist.1754065
Chicago
Alaca, Ömer, Elif Nur Selçuk, Hatice Akman, and Reşat Selbaş. 2026. “Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu”. Journal of the Institute of Science and Technology 16 (2): 574-82. https://doi.org/10.21597/jist.1754065.
EndNote
Alaca Ö, Selçuk EN, Akman H, Selbaş R (June 1, 2026) Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu. Journal of the Institute of Science and Technology 16 2 574–582.
IEEE
[1]Ö. Alaca, E. N. Selçuk, H. Akman, and R. Selbaş, “Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu”, J. Inst. Sci. and Tech., vol. 16, no. 2, pp. 574–582, June 2026, doi: 10.21597/jist.1754065.
ISNAD
Alaca, Ömer - Selçuk, Elif Nur - Akman, Hatice - Selbaş, Reşat. “Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu”. Journal of the Institute of Science and Technology 16/2 (June 1, 2026): 574-582. https://doi.org/10.21597/jist.1754065.
JAMA
1.Alaca Ö, Selçuk EN, Akman H, Selbaş R. Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu. J. Inst. Sci. and Tech. 2026;16:574–582.
MLA
Alaca, Ömer, et al. “Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu”. Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 16, no. 2, June 2026, pp. 574-82, doi:10.21597/jist.1754065.
Vancouver
1.Ömer Alaca, Elif Nur Selçuk, Hatice Akman, Reşat Selbaş. Yumuşak Aktüatörlerde Geometrik Parametrelerin Bükülmeye Etkisi: FEA Simülasyonu. J. Inst. Sci. and Tech. 2026 Jun. 1;16(2):574-82. doi:10.21597/jist.1754065