Mikro makinelerde kiriş titreşimlerinin analizi
The Analysis of beam vibrations in micro machines
- Tez No: 180040
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN BOYACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Manyetik tahrikli mikrokirişlerin ideal olmayan sınır şartları altında titreşim analizi yapılmıştır. Buradaideal olmayan sınır şartları, sınırlardaki deplasman ve/veya moment gibi niceliklerin kabul edilen idealdeğerlerini tam olarak sağlamaması halidir.Tipik bir mikro makine parçası olan mikrokirişler de normal kirişler gibi modellenebilmektedir. Normalkirişlerin titreşim analizi yapılırken sınır şartlarının ideal olarak kabul edilmesinde pek bir sakıncaolmayabilir. Ancak mikro ölçekteki sistemlerde sınır şartlarının ideal olarak kabul edilmesi normalsistemlere nazaran daha büyük hatalara sebep olabilir.Çalışmamızda ideal olmayan sınır şartları, mikrokirişin sınırlarında çok küçük enine deplasmanlara izinverilmesi ve yine sınırlarda yay sabiti küçük birer helisel yay olduğu varsayımı olarak kabul edilmiştir.Mikrokirişler değişik sistemlerde değişik metotlarla uyarılabilirler. Analizimizde mikrokirişin manyetikyolla tahrik edildiği varsayılmıştır. Bu tip bir metotla uyarılan bir mikrokiriş eksenel şekil değiştirmeyekarşı çok duyarlıdır. Basınç, sıcaklık, kuvvet ve ivme gibi dış yükler bir mikrokiriş üzerine onunfrekanslarında değişikliğe yol açan eksenel şekil değiştirmeler uygular. Bu yüzden modelimiz bu gibidurumları temsilen bir eksenel kuvvet içermektedir. Ayrıca mikrokirişin titreşimleri sırasında boyunayönde hareket edemeyen mesnetleme şartları sebebi ile oluşan uzama etkileri de hesaba katılmıştır.Yukarıda açıklanan bütün şartlar altında önce mikrokirişin hareket denklemi çıkarılmıştır. Bu amaçlaHamilton prensibi kullanılmıştır. Daha sonra elde edilen hareket denklemi ve sınır şartlarıboyutsuzlaştırılarak problem geometriden bağımsız kılınmıştır. Buradan elde edilen probleminçözümüne düzgün bir açılım bulabilmek amacıyla bir perturbasyon metodu olan çok zaman ölçeklimetot, nonlineer hareket denklemine ve sınır şartlarına direkt olarak uygulanmıştır.Analizimizde iki temel durum göz önüne alınmıştır:Manyetik zorlama frekansının sistemin doğal frekanslarından birine yakın olduğu durum (birincilrezonanslar) ve manyetik zorlama frekansının sistemin doğal frekanslarının belirli alt ve üst katlarınayakın olduğu durum (ikincil rezonanslar).Her iki durum için de genlik ve faz modülasyon denklemleri çıkarılmıştır. Bu denklemlerdenfaydalanarak frekans-cevap grafikleri çizilmiştir. İdeal olmayan sınır şartlarının etkisinin cevaplardaideal duruma göre kayda değer sapmalar oluşturduğu bu grafiklerde açıkça görülmüştür.anahtar kelimeler: çok zaman ölçekli metot, ideal olmayan sınır şartları, mikro makine, mikrokiriştitreşimleri, nonlineer kiriş titreşimleri
Özet (Çeviri)
The vibrations of magnetically actuated microbeams under nonideal boundary conditions have beenstudied. Non ideal boundary conditions can be defined as the quantities like displacements and/ormoments are not exactly the assumed ideal values.The microbeams that are parts of micromachines typically can be modelled as normal beams. Invibration analysis of normal beams, the boundary conditions can be accepted as ideal. However, inthe systems at micro scale, accepting the boundary conditions as ideal can cause higher deviationsthan normal systems.In our work, nonideal boundary conditions are defined as very small transverse displacements to beallowed at the boundaries of microbeam and assumed helical springs that have small stiffnesscoefficient at both ends.Microbeams can be actuated by different methods at different systems. In our analysis, the microbeamis assumed to be actuated magnetically. The fundamental natural frequency of a magneticallyactuated microbeam is very sensitive to the axial strain. External loads such as pressure, temperature,force and acceleration apply axial strains on a microbeam, leading to shifts in its natural frequencies.Hence, our model contains an axial force. Also the stretching effects are considered due to immovableboundaries.Under all of these conditions, equation of motion of the microbeam is obtained by using Hamilton? sprinciple firstly. Then, the equation of motion and nonideal boundary conditions are converted tonondimensional form. So the problem is independent from its geometry. To find a uniform expansionto solution of the problem the method of multiple time scales that is a perturbation method is applieddirectly to the nonlinear equation of motion and to the nonideal boundary conditions.Two fundamental cases are considered in our analysis:Magnetic forcing frequency is to be near to one of the system? s natural frequencies (primaryresonances) and magnetic forcing frequency is to be near to the system? s subharmonic andsuperharmonic natural frequencies. (secondary resonances)The amplitude and phase modulation equations are obtained for each cases. By that equations,frequency-response graphics are plotted. It? s been seen clearly at this graphics that the effect ofnonideal boundary conditions make significant deviations according to the case of ideal cases inresponses.
Benzer Tezler
- Ses sinyallerini kullanarak yumurta kabuğundaki çatlakların tespiti
Detection of cracks in egg shell using sound signals
ZEKERİYA BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL YABANOVA
- Investigation of the cutting performances of the diamond tools used in the natural stone industry
Doğal taş sanayisinde kullanılan elmaslı kesicilerin kesim performansının incelenmesi
BERRAK BULUT
Doktora
İngilizce
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Döküm yöntemi ile açık gözenekli düzenli yapılı alüminyum köpük üretimi ve mekanik özelliklerine ısıl işlemin etkisinin incelenmesi
Production of open porous regular aluminum foam by casting method and investigation of the effect of heat treatment on mechanical properties
SUAT MEDİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİK ÇETİN
- Adım motor kontrollu hızlı CNC freze tasarımı
Step motor controlled speedy CNC milling machine design
SAVAŞ KARAÇAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BEKİR MUMYAKMAZ
- Termo-reaktif difüzyon (TRD) tekniği ile Cr-Ti-N esaslı kaplamaların gerçekleştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Investigation of Cr-Ti-N coatings on the steel surface by thermo-reactive diffusion (TRD) process
İBRAHİM FATİH KEKİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ŞEN