Çamaşır makinesi dinamik davranışının deneysel ve teorik incelenmesi
Experimental and theoretical investigation of the dynamic behavior of a washing machine
- Tez No: 166638
- Danışmanlar: PROF.DR. TEMEL BELEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
ÇAMAŞIR MAKİNESİ DİNAMİK DAVRANIŞININ DENEYSEL VE TEORİK İNCELENMESİ ÖZET Mekanik yapıların gün geçtikçe hafifletilmesi ve daha yüksek hızlarda çalışan mekanizmalara bağlı olmaları nedeniyle, titreşim ve gürültü performansı önemli bir tasarım kriteri olarak ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, mühendisler son dönemde, makinelerin söz konusu performansını en iyilemek amacıyla, tasarım aşamasında, yapıdan kaynaklanabilecek titreşimleri ve gürültüyü mühendislik modelleme yöntemlerini kullanarak modelleme ihtiyacı içindedirler. Ayrıca, kalıp maliyetlerinin yüksekliği ve ürünün pazara çıkış süresinin kısaltılması konusundaki baskıların artması nedeni ile, tasarım sırasında yapılacak hataların maliyetleri oldukça önem kazanmaktadır. Bu tez çalışmasında, çamaşır makinesi tasarım aşamasında iken, titreşim davranışını en iyileyebilmek için bir metodoloji geliştirilmesi hedeflenmiştir. Söz konusu metodoloji, ileri analiz paket programlarının kullanılmasını, yeni ölçüm sistemlerinin kurulmasını ve yeni test prosedürlerinin hazırlanmasını gerektirdiğinden böyle bir altyapı inşa edilmiştir. Çamaşır makinesinin mekanik modeli çok cisimli bir mekanik sistemin modellenmesi problemidir. Beyaz eşya sektörünün oldukça rekabetçi bir endüstri olması nedeniyle, literatürde doğrudan çamaşır makinesi mekanik modelinin kurulduğu bir kaynağa ulaşılması oldukça güçtür. Çünkü üretici firmalar genelde bu bilgileri kendi bünyelerinde oluşturmakta ve saklamaktadırlar. Çamaşır makinesinde, düşük frekanslarda (0-400Hz) görülen gürültü, makinenin parçalarının yarattığı titreşimlerin bir sonucu olarak ortaya çıkmaktadır. Makine üzerindeki parçaların geometrik özelliklerine, malzeme özelliklerine ve sınır şartlarına bağlı olarak titreşim davranıştan oluşmaktadır. Bu parçalatın titreşim davranışları dikkate alınarak tasarlanmalıdırlar. Söz konusu tasarımlar kalıp tasarımı öncesinde analiz edilmesi gerekmektedir. Yukarıda bahsedilen problem tasarım hızına uygun bir hızda cevap üretebilen bir metodolojik yaklaşımla çözülmelidir. Bu çalışma kapsamında, çamaşır makinesinin 0-400Hz frekans aralığında, toplu ve yayılı parametreli elemanların bulunduğu bir titreşim modeli kurulmaktadır. İlk adımda, çamaşır makinesi çok cisimli toplu parametreli bir sistem olarak ele alınmaktadır. İkinci adımda, yayılı parametreli olarak modellenecek parçalardan alınan numuneler ile malzeme özellikleri (elastisite modülü, kayıp faktörü, yoğunluk) ölçülmektedir. Üçüncü adımda, ölçülen malzeme özellikleri kullanılarak elastik parçaların“Sonlu Elemanlar Yöntemi”ile, serbest-serbest sınır şartlanndaki sayısal modelleri oluşturulmaktadır. Dördüncü adımda, makine parçalarının sayısal xıvmodelleri“Deneysel Modal Analiz Yöntemi”kullanılarak sınanmıştır. Beşinci adımda, çamaşır makinesinde kullanılan bağlantı elemanlarının (yay, amortisör gibi) titreşim davranışları deneysel yöntemler ile belirlenmiş ve modellenmiştir. Altıncı adımda, çamaşır makinesinin tüm modeli kurulurken“Bileşen Mod Sentezi Yöntemi”kullanılmıştır. Yedinci adımda, oluşturulan çamaşır makinesi modelini sınamak için ise, bir dizi sayısal analiz ve ölçümler yapılmıştır. Modelden elde edilen veriler ile ölçümlerden elde edilen verilerin uyumlu olduğu görülmüştür. Sekizinci adımda, kurulan model yardımıyla, makinenin titreşim davranışında etkin olan parametreler belirlenmiştir. Söz konusu parametreler değiştirilerek çamaşır makinesi titreşim düzeyini azaltmaya yönelik alternatif tasarım önerileri yapılmıştır. Bu tezde, makinelerin titreşim performansını en iyilemek amacıyla, tasarım aşamasında, yapıdan kaynaklanabilecek problemleri modelleme imkanı veren bir metodoloji oluşturulmuştur. Söz konusu metodoloji ile, çamaşır makinesi üreticilerinin, ek kalıp maliyetlerinden ve ürün tasarım sürelerinin uzamasından korunması sağlanmaktadır. XV
Özet (Çeviri)
EXPERIMENTAL AND THEORETICAL INVESTIGATION OF THE DYNAMIC BEHAVIOUR OF A WASHING MACHINE SUMMARY As the mechanical structures get lighter day by day and the mechanisms which they are connected to work at higher speeds, the vibration and the noise level performance of a structure appears as an important design criteria. To be able to optimize the noise level performance of the machines, recently, engineers need to simulate the vibration and noise caused by the structure using engineering modelling principles in the design phase. Moreover, the time delays in the design phase should be avoided because of the pressures for having the new product in the market in a shorter time as compared to the competitors. Meanwhile, the engineering failures made during the design phase create high expenses due to the high cost of additionally produced molds. In this thesis, the objective is to develop a methodology to optimize the vibration behaviour of a washing machine at an early design phase. The mentioned methodology requires employing some advanced software packages, establishing new measurement systems and preparation of some tests and analysis procedures. The mechanical model of a washing machine is basically a multi- body mechanical system. Since the appliance industry is a very competitive industry, it is very difficult to find a reference in the literature which has a mechanical model directly established for a washing machine. The household appliance manufacturers in general develop their know-how themselves and want to keep it within their own companies. The noise which is encountered in the low frequencies (0-400 Hz) in a washing machine results from the vibrations of the components of the machine. The vibration behaviour of the components on the machine depends on their geometries, material properties and boundary conditions. These components have to be designed by taking into account their dynamic properties. These designs have to be analyzed before designing their molds. The problem mentioned above needs to be overcome by a methodological attitude whose speed will be compatible with the design speed. In this work, a vibration model of a washing machine is constructed with lumped and distributed parameter elements particularly for the 0-400 Hz frequency range. In the first step, the washing machine is considered to be a lumped parameter multi-body system. In the second step, the measured material properties (Young's modulus, lost factor, density) are accomplished using the samples taken from those components which are modelled as distributed parameters. In the third step, using these measured material properties, the numerical models of the elastic components are formed in free-free boundary conditions with Finite Element Method. In the fourth step, to xvivalidate the numerical model, Experimental Modal Analysis is performed on the elastic components. In the fifth step, vibration behaviour of the connecting elements (spring, damper etc.) used in the washing machine are determined by using experimental methods and they are incorporated in the theoretical model. In the sixth step, the Component Mode Sythesis Method is applied in establishing the overall vibration model of the washing machine. In the seventh step, to validate the established numerical model of the washing machine, a series of numerical analyses and measurements are performed. The results obtained from the numerical model and the results obtained from the measurements are observed to be compatible with each other. In the eighth step, with the aid of the established model, the parameters which are active on the vibration behaviour of the machine are determined. By changing these active parameters, the new design alternatives are suggested to reduce the vibration level of the washing machine. In this thesis, a methodology which offers the opportunity to model the problems caused by the structures, in the design phase, is developed successfully to optimize the vibration performance of the washing machines. The mentioned methodology will help the washing machine producers save the additional mold expenses and the time delays in the product design. xvu
Benzer Tezler
- Assessment of operational transfer path analysis for practical applications
Pratik uygulamalar için operasyonel iletim yolu analizi'nin değerlendirilmesi
GÜRKAN TUTU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Modelling and determination of loosening mechanism of bolted joints in washing machine
Çamaşır makinasında bulunan cıvata bağlantılarının modellenerek çözülme mekanizmasının belirlenmesi
ONUR KONUK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Değişken yük içeren dönel makinelerde dengesiz yükün dinamik sistem üzerindeki etkilerinin deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical analysis of unbalanced load on dynamic system in rotary machines with variable load
BATUHAN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VAHİT MERMERTAŞ
- Bir çamaşır makinesinin devir hızına bağımlı titreşimlerinin incelenmesi
Investigations of speed dependent vibrations of a washing machine
TUNÇ KARAÇALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Çamaşır makinası dinamik davranışının modellenmesi ve dinamik bileşenlerinin testi
Modelling dynamic behaviour of a washing machine and test of the dynamic components
ÖZGÜR UYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL