Investigation of stress distribution in a dragline bucket using finite element analysis
Sonlu elemanlar analizi ile çekme kepçeli yerkazarın kepçesindeki gerilme dağılımının incelenmesi
- Tez No: 285681
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. NURAY DEMİREL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Örtü kazı faaliyeti, açık kömür ocaklarında üretime geçilmeden önceki en temel madencilik aktivitelerinden biridir. Ekonomik faydaları düşünüldüğü zaman, çekme kepçeli yerkazarlar, örtü kazı işlemlerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu yerkazarlar pasa harfiyatını, kepçesinin çekme, kaldırma ve boşaltma hareketini kullanarak gerçekleştirmektedir. Çekme kepçenin düşük performansı doğrudan bütün üretim verimliliğini etkileyeceği için, bu yerkazarların kazı esnasındaki verimliliği önem arz etmektedir. Bu nedenden ötürü, çekme kepçeli yerkazar için yapılan verimlilik çalışmaları, yapısal bir zarara neden olmayacak şekilde, devir sayısını azaltmaya ve taşıma yükünü arttırmaya yönelik olmalıdır. Bu bakımdan, çekme kepçe ön-uç elemanları üzerindeki gerilme dağılımının incelenmesi, çekme kepçe faaliyetindeki dışsal etkenlerin belirlenmesi açısından anlam taşımaktadır.Çekme kepçeli yerkazar kepçesi ve zemin arasındaki etkileşim ve kepçe üzerindeki gerilme dağılımı hakkında bilgi sahibi olunması amacıyla, bu tez çalışmasında, pasif zemin kuvvetlerinin harekete karşı direnç oluşturduğu bir ortam içerisindeki kepçenin yatay hareketi, bir benzetim çalışmasıyla modellenmiştir. Bu çalışma kapsamında, (i) çekme kepçeli yerkazarın kepçe ve zincir-halat kombinasyonlarının katı modelleri oluşturulmuştur, (ii) model, sonlu-elemanlar analizi yapabilen bir yazılıma aktarılmıştır, (iii) sanal ortam içerisinde iki farklı durum için benzetim çalışması yapılmıştır. Bu çalışmaların birisi, zeminle ilk etkileşim halindeki kepçe üzerinde oluşan gerilme dağılımını incelerken, diğer çalışma hareket halindeki kepçe üzerindeki gerilme oluşumlarına odaklanmıştır. Çalışma sonuçları, birinci durum için kepçe ağzının alt köşelerinde, ikinci durum için ise çekiş zinciri bağlantı yerinde ve de kazıcı dişlerde fazla yüklenme olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda, zemin özelliklerindeki değişimlerin kepçe üzerindeki gerilme değerlerine olan etkilerinin ölçülmesi amacıyla bir duyarlılık analizi de yapılmıştır. Bu analiz, kepçe üzerindeki gerilme değerlerinin en fazla içsel sürtünme açısına, en az ise zemin yoğunluğa bağlı olduğunu göstermiştir.Sonuç olarak, bu tez çalışması, çekme kepçeli yerkazarın zeminle etkileşimi sırasındaki oluşan gerilmeleri ve kepçedeki yapısal bozulmaları tartışmaktadır. Hareket halindeki bir çekme kepçeli yerkazar kepçesi hakkında daha önce yapılmış yeterli sayıda çalışma olmamasından dolayı, bu çalışmanın kepçe hareketinin prensiplerinin anlaşılması açısından faydalı olması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Overburden stripping is one of the essential activities in open-cast mines before starting the ore production. Due to the economic advantages, dragline is a widely utilized machinery in the overburden excavation. These earthmovers carry out the earthmoving process with dragging, hoisting and dumping actions of the bucket. Dragline excavator?s efficiency is critically important, since poor performance of a dragline in the mine site directly affects the total efficiency of ore production. Therefore, productivity studies about dragline should be directed to decrease cycle time and increase payload, with avoiding catastrophic failure. In this regard, determination of stress distribution on the front-end components of dragline is meaningful to detect the external factors against dragline operation.In order to provide insight into the dragline bucket-formation interaction and stress distribution on the bucket, this research studies the simulation of horizontally moving dragline bucket where passive earth forces of the formation create resistance to the movement. Within the scope of simulation, (i) solid models of dragline bucket and the rigging mechanism were created in the Computer-Aided Drawing (CAD) environment, (ii) the model was transferred to the Finite-Element Analysis (FEA) software, (iii) two different case studies were simulated in the FEA virtual environment. One of the cases handled the stress investigation on the dragline bucket at the first interaction with the formation, while the other focused on the stress formations on a moving dragline bucket. Simulation results showed that overloading conditions occurred on bottom edges of the bucket lip for the first case, and drag hitch part and digging teeth for the second case. Moreover, a sensitivity analysis was carried out to measure the effects of formation specification changes on the stress values on the bucket. The analysis showed that stress values on the bucket elements were most sensitive to internal friction angle and least sensitive to density.Consequently, this thesis study discusses stress and deformation components on the dragline bucket during the interaction with formation. Since there is not enough number of research studies in the literature about the stress investigation on a moving dragline bucket, this thesis study is expected to provide benefit to understand the basis of dragline bucket actions.
Benzer Tezler
- Tek eksenli çekmeye maruz delikli bir plakta gerilme dağılımının pertürbasyon teorisi ile belirlenmesi
Investigation of stress distrubution in a axially loaded plate including a hole with corrugation
SERKAN AYZİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLTEKİN KARADERE
- Farklı implant-abutment bağlantı tipleri ile farklı materyallerden üretilen abutmentlerin doğal diş-implant destekli sabit protezlerde stres dağılımının sonlu elemanlar analiz yöntemi ile incelenmesi
Investigation of stress distribution in natural tooth-implant supported fixed prostheses of abutments made of different materials with different implant-abutment connection types finite element analysis method
BÜŞRA EKİN KESKİN
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2024
Diş HekimliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH MEHMET KORKMAZ
- Eğilme ve burulmaya maruz toroidal ring sektöründe gerilme dağılımı
Stress distribution in a toroidal ring sector subjected to bending and twisting
ŞAVKAT TURSUNOV
Doktora
Türkçe
1999
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAŞAR PALA
- Dişli çarklarda yük taşıma kabiliyetinin ve diş gibi gerilmelerinin incelenmesi
Investigation of root stresses and fatique strength of spur gears
MUZAFFER ERTEN
- İki yönde eğrisel yapıya sahip kalın dikdörtgen plağın gerilme analizine ait matematik modelinin SEY ile incelenmesi
Investigation of the mathematical modelling of the stress analysis in the rectangular thick plate with spatially curved structure using FEM
NURDAN TOKATLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
MatematikYıldız Teknik ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ELİF TEKİN TARIM
YRD. DOÇ. DR. IŞIM GENÇ DEMİRİZ