Bir hidrolik platformda bilgisayar destekli mühendislik uygulamaları
Computer aided enginering applications on a hydraulic platform
- Tez No: 101182
- Danışmanlar: PROF.DR. TEOMAN KURTAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
ÖZET 1970'li yıllardan itibaren, uçak endüstrisinde kullanılan bilgisayar bazlı tasarım araçları inşaat ve makina mühendisleri tarafından kullanılmaya başlandı. Bu noktada, genel araç setleri ortaya çıktı. Bu araçların gelişmesi uçak, inşaat ve makina mühendislerinin iş alanlarının değişik yönlerini birleştirdi ve bu da bilgisayar destekli mühendisliğin (BDM) kendine has alanını oluşturdu. BDM araçları modelleme, simulasyon, görüntüleme, optimİzasyon, otomatik tasarım, dokümantasyon, üretim ve bilgi idaresini kapsar. Bilgisayar destekli mekanik simulasyonlar ilk önce sonlu eleman, sonlu farklar ve sınır elemanları metodlan ile gelişti. Bilgisayar destekli mekaniğin kullanımı katı mekaniği, akışkan mekaniği, termal analiz gibi karmaşık sistemlerin analizine imkan vermiştir. Bu simulasyon araçlarını, modellerin ve sonuçların değişik metodlar ile görsel olarak görüntülenmesi takip etti. Modelin hacmi ve karmaşıklığı arttıkça, yüzey ve katı modellemeye dayanan modelleme yöntemleri gelişti. Böylece bu teknoloji, modelleme prosesini otomatikleştirmiş oldu. Bu otomatikleştirme de peşisıra optimİzasyon araçlarının gelişmesine olanak sağladı. Bu çalışmada da bilgisayar destekli mühendislik araçlarından birkaçı kullanılarak (modelleme, dinamik analiz ve simulasyon, sonlu elemanlar analizi) fonksiyonel olarak problemi bulunan bir hidrolik platform incelenmiş ve bazı iyileştirmelere tabii tutulup sorunsuz olarak çalışan bir sistem haline getirilmiştir. Tezimde ilk önce hidrolik platformlar ve hidrolikle ilgili bazı temel kavramlara değinilmiştir. Buradan sonra sonlu elemanlar yöntemi ve mekanizmalarla ilgili kısa açıklamalar verilerek analizlere geçilmiş ve daha sonra ortaya çıkan sonuçlar irdelenmiştir. Bu çalışmada kullanılan sonlu elemanlar metodu mühendislik yapısının dayanımı ve davranışını ortaya çıkaran bir bilgisayar bazlı sayısal metottur. Sehim, gerilme, titreşim, burkulma ve birçok farklı olayı hesaplamak için kullanılır. Çok küçük veya çok büyük sehimi değişik yükleme koşullarında görmek mümkündür. Elastik deformasyon ile birlikte plastik deformasyonu da analiz edebilir. Çok fazla hesap gerektiği için bilgisayar kullanmak gereklidir. Günümüzde bilgisayarların yüksek gücü ve düşük maliyeti birçok farklı disiplin ve şirkette sonlu eleman yönteminin kullanımını arttırmıştır. Sonlu eleman yönteminde yapı birçok basit bloklara veya elemanlara bölünür. Bağımsız her elemanın davranışı basit denklemlerle tanımlanır. Nasıl her eleman birleştirilerek yapı oluşturuluyorsa, bu denklemler de birleştirilerek bütün yapının davranış denklemleri ortaya çıkarılır. Bilgisayar, bu karmaşık denklem setini çözer. Sonuçlardan bilgisayar her bağımsız elemanın davranışını çıkartır. Buradan da yapının her elemanının gerilme ve sehimi ortaya çıkartılır. Bu hesaplanan gerilme xndeğerleri de malzemenin izin verilen gerilme değerleri ile karşılaştırılarak yeterli derecede mukavim olup olmadığı bulunur. Günümüzde BDT/BDİ sistemlerinin seçenek olarak sunduğu, BDT kullanıcısının sadece parçaların tasarımıyla değil, aynı zamanda hareket eden sistemlerin (mekanizmaların) tasarımıyla ilgilenmelerini sağlayan ek programlan vardır. Tipik olarak bu modüller, bir elektronik kütüphaneden alınan parçaların mafsallarla bağlanarak, mekanizmanın hareket etmesini sağlar. Bunlar kullanılarak da BDT kullanıcıları, mekanizmadaki çarpışmaları, kasıntıları, hareket yollarını görebilir, mafsallardaki kuvvetleri BDT ortamından çıkmadan hesaplayabilirler. Bu çalışmada da bütün bu yöntemlerle incelenen hidrolik platformun, kullanılan silindirlerin yerleştirilmesinden kaynaklanan bir probleminin olduğu ortaya çıkarılmıştır. Yapılan bazı iyileştirmelerle silindirlerin verdikleri kuvvetin daha efektif olarak kullanılması sağlanmış ve bu durum yine aynı yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Sonuç olarak, önerilen sistemin sorunsuz olarak çalıştığı ortaya konulmuş ve hem fonksiyon, hem de mukavemet açısından daha uygun olduğu gösterilmiştir. Aynı zamanda mevcut sisteme çözüm olarak önerilen tasarımda, daha küçük silindirleri daha düşük basınçta kullanılmasının sorunun çözümünde yeterli olduğu görülmüştür. Bu da parçaların mukavemeti açısından büyük avantaj sağlamaktadır. xuı
Özet (Çeviri)
COMPUTER AIDED ENGINEERING APPLICATIONS ON A HYDRAULIC PLATFORM SUMMARY Starting in the 1970's, computer based design tools, originally used in the aerospace industry, were adopted by civil and mechanical engineers. At this point, a generic set of tools began to emerge. The development of these tools unified various aspects of the work of aerospace, civil and mechanical engineers. This lead to the distinct field of Computer-Aided Engineering (CAE). The CAE tools are oriented to modeling, simulation, visualization, optimization, automated design, documentation, manufacturing, and information management. The first area to develop involved computational mechanics simulation utilizing the finite element, finite difference and boundary element methods. The use of computational mechanics allowed the simulation of complicated systems, involving solid mechanics, fluid mechanics, thermal analysis, and other areas. The development of these simulation tools was followed by the display of models and results through visualization methods. As the model size and complexity increased, modeling procedures, based on surface and solid representations, were developed. Also, there was a requirement for meshing procedures to link the geometric and computational mechanics entities. This technology automated the modeling process. The automation of the design process led to the development of optimization tools. In this study, by using some of the computer aided engineering tools (modeling, dynamic analysis and simulation, finite element analysis) a hydraulic platform that has a functional problem is investigated and is subjected to some improvements. At the end, this design becomes a system that works properly. In my thesis first of all, some basic concepts about hydraulics and hydraulic platforms are given. And then after giving brief information about finite elements method and mechanisms, analysis has been started and then the results of these analyses are examined. Finite Element Analysis (FEA), which is used in this study, is a computer-based numerical technique for calculating the strength and behavior of engineering structures. It can be used to calculate deflection, stress, vibration, buckling behavior and many other phenomena. It can be used to analyze either small or large-scale deflection under loading or applied displacement. It can analyze elastic deformation, or“permanently bent out of shape”plastic deformation. The computer is required because of the astronomical number of calculations needed to analyze a large structure. The power and low cost of modern computers has made Finite Element Analysis available to many disciplines and companies. xivIn the finite element method, a structure is broken down into many small simple blocks or elements. The behavior of an individual element can be described with a relatively simple set of equations. Just as the set of elements would be joined together to build the whole structure, the equations describing the behaviors of the individual elements are joined into an extremely large set of equations that describe the behavior of the whole structure. The computer can solve this large set of simultaneous equations. From the solution, the computer extracts the behavior of the individual elements. From this, it can get the stress and deflection of all the parts of the structure. The stresses will be compared to allowed values of stress for the materials to be used, to see if the structure is strong enough. Most CAD/CAM systems have an optional add-on module that enables the CAD user to model not just parts, and not just static assemblies of parts, but moving assemblies (mechanisms or mechanical systems) as well. Typically, these modules enable the user to connect parts with joints from an on-line library, and then to articulate, or move, the mechanism around in two or three dimensions. Using such a mechanism module, CAD users can detect collisions, locate lock-up positions, define motion envelopes, and calculate loads at the joints, all without leaving their familiar CAD environment. In this study, it is observed that the hydraulic platform subjected to above mentioned analysis has a problem due to the placement of hydraulic cylinders. By the help of some improvements, it is achieved to use the forces, which hydraulic cylinders give, more effectively and this situation is examined by using the same analysis methods. As a result, properly working of this suggested system is approved and its appropriation in the field of strength and functionality is shown. Meanwhile, in the design, which is suggested as a solution for the present system, it is clearly seen that it is enough to use small diameter cylinders in lower pressures for solving the problem. Thus, this result gives some advantages in the aspect of strength of the parts. xv
Benzer Tezler
- Investigation of Kücüksu wastewater collection using smart and sustainable applications
Küçüksu atıksu toplamanın akıllı ve sürdürülebilir uygulamalarla incelenmesi
EMİRHAN ÖZSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL
- GR6J hidrolojik modelindeki artık yağış ayrıştırma sabitinin model kalibrasyonuna etkisi
Effect of residual rainfall separation constant on model calibration in the GR6J hydrological model
HALİL İBRAHİM DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL
- Evsel atık su arıtma tesislerinden kaynaklanan sera gazı salımının tahmini
Estimation of greenhouse gas emission from domestic wastewater treatment plants
HAZAL GÜLHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- ARI-I sarsma masası performans değerlendirmesi
Performance evaluation of ARI-I shake table
MİRALİREZA MAHDAVİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN YÜKSEL
- Hidrolik asansörlerin bilgisayar yardımıyla analizi
Computer aided analysis of hydraulic elevators
ABDÜLHAMİT ADSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERPİL KURT HABİBOĞLU