Large deformation object modeling using finite element method and proper orthogonal decomposition for haptic robots
Hissedici robotlar için sonlu elemanlar ve uygun ortogonal ayrıştırma metotlarını kullanarak yüksek deformasyona sahip obje modelleme
- Tez No: 252284
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERHAT YEŞİLYURT, PROF. DR. ATA MUĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kirişler, Robot kolu, Sonlu elemanlar, Beams, Robot arm, Finite elements
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Sistem Dinamiği ve Kontrol Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hissedici uygulamalar mühendislik alanında gün geçtikçe hızla artan bir ilgiye sahiptir. Temel olarak bu sistemlerin amacı kullanıcı ve sanal ortam arasında uygun özelliklere sahip mekanik cihazlar kullanarak kuvvet etkileşimleri kurmaktır. Bu sistemler cerrahi benzetimlerde, fiziksel rehabilitasyon uygulamalarında, bilgisayar destekli tasarımda (CAD), insan hareket analizinde, montaj benzetimlerinde, yaygın olarak kullanılmaktadır. Bütün bu uygulamalardaki temel problem bu sistemlerin yüksek hesaplama hızı ihtiyaçlarıdır. Kullanıcı ve sanal ortam arasında sürekli bir etkileşim oluşturmak için bu kuvvetler yaklaşık olarak 1000 Hz oranında güncellenmelidirler. Bu yüksek oran, fizik temmeli olmayan ya da doğrusal problemlerde ulaşılabilir durumdadır. Ancak fizik temmeli ve doğrusal olmayan benzetimlerde bu oranı karşılayabilmek amacıyla ilave modelleme metotları kullanılmaktadır. Gerçekçi ancak gerçek zaman performansı yüksek modeller elde etmek amacıyla model mertebesi düşürme tekniklerine sık sık başvurulur.Bu çalışmada, hissedici arabirimler ve hesaplama metotları incelenmiştir. Bu amaçla yüksek deformasyon özelliğine sahip doğrusal olmayan bir kiriş modeli sonlu elemanlar metodu kullanılarak elde edilmiştir ve bu elde edilen model PHANTOM® Premium 6 DOF hissedici arabirimi ile etkileşime geçirilmiştir. Etkileşimi elde etmek amacıyla, kiriş modeli OpenGL kullanılarak görselleştirilmiştir ve cihaza OpenHaptics kütüphanesinin HDAPI fonksiyonları kullanılarak hükmedilmiştir. Düşük mertebeli model elde etmek amacıyla, elde edilen sonlu elemanlar modeline, uygun ortogonal ayrıştırma metodu uygulanmıştır. Her iki modelin gerçek zaman performanslari incelenerek kıyaslama yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Haptic applications have an increasing interest in engineering field. It is basically the process of interfacing the user with the virtual world via force interactions that are created by a proper mechanical device. The haptic systems have wide application areas such as surgical simulations, physical rehabilitation, computer-aided design, human motion analysis, assembly simulation. In all of the applications, the common problem is the high computational demand of the haptic systems. The interaction forces between the user and the virtual world should be updated 1000 Hz rate in order to obtain a continuous feeling of touch. This force rate is admissible for non-physics based applications or linear problems, further approaches are needed for physics based and nonlinear problems. To obtain realistic models, model reduction methods are used to obtain approximate low order but computationally efficient models.In this study, haptic systems are introduced with investigating haptic interfaces and haptic rendering. In additionally, a large deformation beam problem is formulated and solved using Finite Element Method. Then Proper Orthogonal Decomposition method is applied to the obtained discrete beam model and low order model is obtained. Both of the developed models are integrated with PHANTOM® Premium 6 DOF haptic device and their real time computational performance is discussed. In order to integrate the both models OpenGL is used as a visualization library and OpenHaptics with HDAPI is used to command the haptic robot.
Benzer Tezler
- Nanomekanikte yerel olmayan elastisite teorisi ve çok-ölçekli modellemeye uygulanması
Nonlocal theory of elasticity in nanomechanics and application to multiscale models
MERAL TUNA EROĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Opensees ve seismostruct programlarının doğrusal olmayan deprem analizleri için karşılaştırılması
Comparison of opensees and seismostruct programs for nonlinear earthquake analysis
ŞÜKRİYE CEYDA ERGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ERKUŞ
- Investigation of panel deformation because of impact loading in aerospace structures
Havacılık yapılarında darbe yüklemesinden kaynaklanan panel deformasyonunun incelenmesi
SİNAN ALİ BİLMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. ABDÜLKADİR YAVUZ
- CTP kompozit profillerin darbe yükü etkisi altındaki davranışının sonlu elemanlar metodu ile incelenmesi
Investigating the behavior of GFRP composite profiles under impact loads using finite element method
TUĞÇE ÇİMŞİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP YAMAN
DR. MOHAMMAD MANZOOR NASERY
- Comparative numerical and experimental study of homogenized and full-scale fe models for sandwich structures with re-entrant and anti-tetrachiral auxetic cores
Re-entrant ve antı-tetrachıral auxetıc çekirdekli sandviç yapıların homojenleştirilmiş ve tam ölçekli modelleri üzerine sayısal ve deneysel karşılaştırmalı bir çalışma
ÖZGÜR DEĞİRMENCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN