Geri Dön

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

  1. Tez No: 252284
  2. Yazar: YAŞAR PAÇA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SERHAT YEŞİLYURT, PROF. DR. ATA MUĞAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Sistem Dinamiği ve Kontrol Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 61

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

  1. 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

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MESUT KIRCA

  2. 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

    İngilizce

    2023

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    PROF. DR. ABDÜLKADİR YAVUZ

  3. 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

    Türkçe

    2018

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem ve Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ERKUŞ

  4. 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

    Türkçe

    2024

    İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEYNEP YAMAN

    DR. MOHAMMAD MANZOOR NASERY

  5. Sürekli mıknatıslar ve mıknatıslayıcılar

    Başlık çevirisi yok

    BORA NALBANTOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. İLHAMİ ÇETİN