Inner ring fatigue analysis of rolling element bearings
Rulman iç bileziğinin yorulma ömrü analizi
- Tez No: 238374
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK DARENDELİLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Rolling Element Bearing, Fatigue Life, Finite Element Method
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Rulman endüstride en çok kullanılan makine elemanlarından biridir. Rulman seçiminde göz önünde tutulması gereken en önemli kıstas rulmanın yorulma ömrüdür. Rulman ömrünün öngörülebilmesi için ilk çalışmalar 1950'lerde Lundberg ve Palmgren tarafından yapılmıştır (Harris, 1999). Bu çalışmaların sonuçları ANSI, ABMA ve ISO standartlarına geçmiş ve günümüzde sanayide yaygın olarak kullanılmaktadır. Lundberg-Palmgren formülasyonu, rulmana etki eden kuvvet ne kadar küçük olursa olsun, gerilim altındaki hacmin yorulmaya maruz kalacağını kabul eder.Bu çalışmada, rulmanların yorulma ömrü için geliştirilmiş olan dört temel metot olan; Weibull, Lundberg-Palmgren, Ioannides-Harris, Zaretsky metodları incelenmiştir. Rulman iç bileziği ve bilyenin sonlu elemanlar modeli oluşturulmuş, iç bilezik ve bilya içindeki gerilim değerleri değişken rulman yüklerine göre sayısal olarak tespit edilmiştir. İç bilezik yorulma hesapları Tüm Ömür Analizi (S-N metodu) ve Çatlak Oluşumu Analizi (?-N metodu) kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ISO formülasyonu ile karşılaştırılmıştır.Çalışmanın sonunda, S-N ve ?-N metotları ile gerçekleştirilen ömür hesaplarının ISO metoduna göre malzemenin yorulma sınırından daha yüksek gerilmeye neden olan yüksek yükler için daha muhafazakar sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Kullanılan yöntemler malzemenin yorulma sınırını göz önünde bulundurmaktadır. Bundan dolayı rulman içindeki gerilmelerin sınır gerilmeden daha büyük olmadığı durumlarda rulman ömrü sınırsız olmaktadır. Buna ek olarak rulman üzerindeki değişken yüklerin rulman ömrüne doğrudan etki ettiği tespit edilmiştir. Rulmana etkiyen kuvvetin yarattığı gerilimlerin malzemenin yorulma sınırının üzerindeki seviyelerden, uygulanan kuvvetlerin yarattığı gerilimlerin yorulma sınırı altında kalan seviyelere değişmesi durumunda rulman ömrünün ISO formülasyonu ile öngörülenden daha fazla olacağı tespit edilmiştir.Anahta Kelimeler: Rulman , Yorulma Ömrü, Sonlu Elemanlar Metodu
Özet (Çeviri)
Rolling element bearings are the one of the most widely used machine elements in the industry. The most important criterion in bearing selection is the endurance life. The first attempts on the prediction of the endurance life of rolling elements bearings are done by Lundberg and Palmgren in 1950s (Harris, 1999). Their work adopted as an ANSI, ABMA and ISO standard which is widely used in industry today. The basic assumption of Lundberg-Palmgren formulation is that no matter how small the load applied on rolling element bearing, all material in the stressed volume is subject to fatigue failure.In this study, four main life theories; Weibull, Lundberg-Palmgren, Ioannides-Harris, and Zaretsky on rolling element bearings have been investigated. Three-dimensional finite element models of a bearing?s inner ring and rolling element have been prepared. The stress fields within the inner ring and the ball with respect to the applied load are obtained numerically. The fatigue life of the inner ring has been predicted by two methods that are widely used for fatigue analysis; Total Life Analysis (S-N method) and Crack Initiation Analysis (?-N method). Obtained results are compared with ISO formulation.As a result of the investigation, S-N and ? -N methods are determined to give more conservative results than ISO method for higher loads that cause stresses above the fatigue limit of the material. The used methods for bearing life prediction recognize the existence of the fatigue limit stress. Hence as the stresses within an operating bearing do not exceed the limit stress, the bearing can achieve infinite life. It is also observed that load variation has a direct influence on the bearing life. When the load significantly changes from the levels which create stress above the fatigue limit to the levels that result stress is below the fatigue limit, the bearing would have higher endurance life than predicted by ISO method.
Benzer Tezler
- Özgün mekanik bir aort kapakçığı tasarımı, mekanik analizi ve prototip üretimi
A novel mechanical aortic valve prosthesis design, mechanical analysis and prototype production
NİLGÜN ÖZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyomühendislikAkdeniz ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET BOZKURT
- Katı çözelti sertleşmesinin küresel grafitli dökme demirin dönel eğmeli yorulma davranışına etkisi
Effect of solid solution strengthening on rotating bending fatigue behaviour of ductile cast iron
BARIŞ ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Tıbbi görüntülerden derin öğrenme yöntemi ile karaciğer ve beyin lezyonlarının bölütlenmesi
Segmentation of liver and brain lesions by deep learning approach from medical images
ONUR CAN BAYRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT BAYRAM
- Silindirik makaralı rulmanlarda makara ucu-flanş geometrisinin rulman yorulma ömrüne etkisi
The effect of roller end-flange geometry on the bearing fatigue life in cylindrical roller bearings
RAMAZAN BAYRAK
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET SAĞIRLI
- The effects of hard turning and deep rolling process on surface integrity and fatigue life of deep groove ball bearings
Sabit bilyeli rulmanların yüzey bütünlüğü ve yorulma ömrü üzerine sert tornalama ve derin haddeleme işlemlerinin etkileri
GÖKHAN SAĞIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM ÇİÇEK