Theoretical and experimental dynamic performance optimization of planar mechanisms using adjustment systems and mechanical generators
Düzlemsel mekanizmaların dinamik performanslarının, ayarlama sistemleri ve mekanik jeneratörler kullanılarak, teorik ve deneysel olarak eniyilenmesi
- Tez No: 416344
- Danışmanlar: PROF. DR. REŞİT SOYLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 334
Özet
Bu çalışmanın ana amacı; düzlemsel mekanizmaların dinamik özelliklerinin, ayarlama sistemleri ve mekanik kuvvet/tork jeneratörleri olarak isimlendirilmiş iki özgün sistem ile, hem teorik hem de pratik yöntemler kullanılarak eniyilenmesidir. Ayarlama sistemleri, mekanizmaların ataletsel parametrelerini hareket esnasında değiştirebilen yardımcı sistemlerdir. Öte yandan, mekanik kuvvet ve tork jeneratörleri ise fazla kısıtlı ve enerji verimliliğine sahip olan düzlemsel mekanizmalardır. Mekanik kuvvet ve tork jeneratörleri, fiziksel kısıtlamalara bağlı kalarak istenilen bir kuvvet veya tork değişimini üretebilmektedir. Bu çalışmanın teorik bölümünde, öncelikle ayarlama sistemleri ile mekanik kuvvet ve tork jeneratörleri için genel analiz ve tasarım yöntemleri geliştirilmiştir. Daha sonra bu özgün sistemler düzlemsel mekanizmaların dinamik performanslarının eniyilenmesi amacıyla kullanılmıştır. Elde edilen teorik sonuçlar, ayarlama sistemlerinin özellikle mekanizma tarafından zemine iletilen sarsma kuvvetlerini, sarsma momentlerini ve eyletici torkundaki dalgalanmaları iyileştirdiğini göstermektedir. Öte yandan, mekanik kuvvet ve tork jeneratörleri ise yüksek enerji verimine sahip olmaları sebebiyle özellikle mekanizmaların toplam enerji tüketimlerini iyileştirmektedir. Elde edilen teorik sonuçların test edilmesi amacıyla düzlemsel mekanizmalar, veri toplama sistemi ve ayarlama sistemleri ile mekanik kuvvet ve tork jeneratörlerinin ilkörneklerini içeren deney düzeneği hazırlanmıştır. Bu aşamada, ayrıca düzlemsel mekanizmaların bir adet robotik eğitim kiti kullanılarak hazırlanmasına ilişkin bir yöntem de kullanılmıştır. Ayarlama sistemlerinin ve mekanik kuvvet/tork jeneratörlerinin gerçek performansları, bu sistemlerin robotik kit ile hazırlanmış olan mekanizmalara bağlanması ve mekanizma üzerindeki eyleticilerin enerji tüketimlerinin ölçülmesi ile test edilmiştir. Test sonuçlarının, özellikle karşılaşılan pratik sorunlar sebebiyle beklenen teorik sonuçlar kadar iyi olmadığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Main focus of this study is to optimize the dynamic characteristics of planar mechanisms by utilizing two novel systems: adjustment systems and mechanical force/torque generators. Both theoretical and practical aspects of the problem are considered. The adjustment systems are special auxiliary systems that are designed for changing the inertial parameters of the mechanisms during the operation, whereas mechanical force/torque generators are over-constrained, energy efficient planar mechanisms which are able to generate any desired force and torque variations while obeying physical limitations. In the theoretical part of the study, firstly, general analysis and design methodologies for the adjustment systems and the mechanical force/torque generators have been developed. Then, usage of these novel systems for dynamic performance optimization of the planar mechanisms have been considered. It has been shown that the adjustment systems are better in minimizing shaking force, shaking moment and actuator force/torque fluctuations. On the other hand, it is observed that the mechanical force/torque generators perform especially well for minimizing the total energy consumption of the mechanisms, since they are energy efficient systems. In order to test the validity of the theoretical results, test set-ups involving planar mechanisms, a data acquisition system and prototypes of both the adjustment systems and mechanical force/torque generators have been designed and constructed. At this stage, an approach for construction of planar mechanisms via an educational robotic kit has also been utilized. The prototypes of the adjustment systems and mechanical force/torque generators have been connected to the constructed planar mechanisms via the educational robotic kit. Then, the actual performances of the systems have been tested by measuring the energy consumption of the actuators. It has been detected that the test results do not sufficiently match the expected results due to effects of the encountered practical problems.
Benzer Tezler
- Katı oksit yakıt pillerinde işletme parametrelerinin pil performansına etkilerinin incelenmesi
Experimental and theoretical investigation of heat and water management in solide oxide fuel cells
İSMET TIKIZ
Doktora
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İMDAT TAYMAZ
- CO2 ile çalışan güneş enerjisi destekli güç üretim sisteminin performansının incelenmesi ve optimizasyonu
Investigation and optimization of the performance of a solar assisted power generation system working with CO2
SERPİL ÇELİK TOKER
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER KIZILKAN
- Dar gözenekli kanalların akustik ve akış davranışlarının optimizasyonu - dizel partikül filtresine uygulanması
Optimization of acoustic and flow behavior of narrow porous channels - applied to the diesel particulate filter
SİNEM ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Bulanık çok modlu kaynak kısıtlı proje çizelgeleme problemlerinin çözümü için matematiksel bir model
A mathematical model for the solution of the fuzzy multi mode resource-constrained project scheduling problems
ÖMER ATLI
Doktora
Türkçe
2012
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiHava Harp Okulu KomutanlığıEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ KAHRAMAN
- Design and optimization of crash energy management systems on railway passenger wagons
Yolcu vagonlarında çarpışma enerjisinin sönümü için tasarım ve optimizasyon
AHMAD PARTOVI MERAN
Doktora
İngilizce
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNCER TOPRAK
PROF. DR. ATA MUĞAN