Geri Dön

Dynamic analysis, design and practical applications of an overconstrained mechanical force generator

Fazla kısıtlı mekanik kuvvet jeneratörünün dinamik analizi, dizaynı ve pratik uygulamaları

  1. Tez No: 489583
  2. Yazar: UMUR ERDİNÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. REŞİT SOYLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 240

Özet

Bu çalışmanın amacı; mevcut makinelerin dinamik özelliklerinin, mekanik kuvvet jeneratörleri (MKJ) kullanılarak iyileştirilmesidir. Mekanik kuvvet jeneratörleri; enerji verimliliğine sahip, fazla kısıtlı düzlemsel mekanizmalardır ve yere iletilen sarsma kuvvetleri ile sarsma momentleri sıfırdır. Mekanik kuvvet jeneratörleri, istenilen bir periyodik kuvvet profilini üretebilmekte; bir makinede anlık olarak fazlalık olan enerjiyi saklayıp, ihtiyaç anında makineye enerji sağlayabilmektedir. Bağlandıkları makinenin enerji tüketimini azaltabileceği gibi, seçilen bir dinamik özelliğinin iyileştirilmesinde de kullanılabilir. Bu çalışmanın ilk aşamasında, mekanik kuvvet jeneratörlerinin kuvvet analizinde kullanılmak üzere ön bilgi edinmek için, fazla kısıtlı düzlemsel bir paralel kenar mekanizmasın dinamik analizi yapılmıştır. Fazla kısıtlı bir paralel kenar mekanizmasına seçilen dinamik özellik bakımından“en yakın”fazla kısıtlı olmayan özdeş paralel kenar mekanizması tespit edilmiştir. Bulunan özdeş mekanizma fazla kısıtlı olmadığı için, dinamik analizi analitik yollarla kolaylıkla yapılabilmektedir. Çalışmanın ilerleyen aşamalarında, mekanik kuvvet jeneratörlerinin dinamik analizleri hem analitik yöntemlerle, hem de mühendislik yazılımlarıyla yapılıp elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Mevcut bir makinenin toplam enerji tüketimi ve/veya maksimum motor torku/gücü, makineye bir MKJ bağlanarak düşürülebilir. Bu amaçla üretilmesi gereken kuvvet profili hesaplanmış ve bu kuvvet profilini üretecek MKJ'yi tasarlamak için bir algoritma önerilmiştir. Önerilen algoritma ile MKJ'nin kinematik ve atalet parametrelerinin yanı sıra slot profili de elde edilebilmektedir. MKJ'nin çeşitli tasarım parametrelerinin etkisi incelenmiş ve pratikteki uygulamalarıyla ilgili önerilerde bulunulmuştur. Mekanik kuvvet jeneratörleri kullanılarak mevcut makinelerin enerji tüketimi, maksimum motor torku/gücü gibi çeşitli değerlerinin ciddi oranda düşürülebileceği gözlemlenmişir. Bu sayede, ilk yatırım maliyeti ve/veya işletme giderini büyük oranda azaltmak mümkündür.

Özet (Çeviri)

In this thesis, dynamical characteristics of existing machines are improved by coupling mechanical force generators to the machine. In short, mechanical force generators (MFG) are energy efficient, overconstrained, shaking force and shaking moment free planar mechanisms which can be used to generate a desired periodic force profile; store excess energy and release it when needed. They can reduce the energy consumption of an existing machine, or optimize other dynamical characteristics of a machine. In chapter 2, dynamic analysis of an overconstrained parallelogram mechanism is performed. For this overconstrained mechanism, the“closest”equivalent regular mechanism, in terms of a predetermined dynamical feature, is obtained. Since it is not overconstrained, dynamic analysis of this equivalent mechanism can be performed analytically. This analysis sheds light on the dynamic analysis of mechanical force generators. In the following chapter, dynamic analyses of mechanical force generators are performed using two different methods. The first method is analytical, whereas the second method utilizes a computer simulation software. The results of the two methods are compared. For a given task of an existing machine, the total energy consumption and/or the required maximum actuator power/torque can be minimized by coupling a mechanical force generator to the existing machine. An algorithm, which determines the force to be generated by the MFG for the aforementioned optimizations, is introduced. The design of the MFG which generates this desired force is then realized by utilizing a novel, iterative algorithm. Besides the kinematic and inertial parameters of the MFG, this design yields the slot profiles of the MFG, as well. Effects of certain design parameters are investigated and several recommendations regarding practical implementation of mechanical force generators are presented. The case studies that have been performed in this thesis show that energy consumption or maximum actuation power/torque of existing machines can be substantially reduced by the utilization of mechanical force generators. Thus, it is possible to reduce the initial cost and/or running cost of existing machines.

Benzer Tezler

  1. Exploring opinions of corporate instructional designers on their professional development and training needs

    Kurumsal öğretim tasarımcılarının mesleki gelişim ve eğitim ihtiyaçları konusundaki görüşlerinin araştırılması

    NAZLI GÖKALP

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Eğitim ve ÖğretimOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Eğitim Programları ve Öğretimi Ana Bilim Dalı

    DR. ELİF ÖZTÜRK

  2. Kontrollü lagrange yöntemleri ve uygulamaları

    Controlled lagrangian methods and applications

    HÜSEYİN ALPASLAN YILDIZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN

  3. Kesiti kademeli değişen plakların titreşimi

    Vibration of plates with stepped thickness

    GÖKAY YAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. ALAEDDİN ARPACI

  4. FLAGS framework and decentralized federated learning under device volatility

    FLAGS platformu ve cihaz dalgalanması durumunda merkeziyetsiz federe öğrenme

    AHNAF HANNAN LODHI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKoç Üniversitesi

    Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZNUR ÖZKASAP

    YRD. DOÇ. DR. BARIŞ AKGÜN

  5. An analytical study of the design potentials in kinetic architecture

    Kinetik mimaride tasarım olanaklarının çözümlemeli araştırması

    KORAY KORKMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Mimarlıkİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEMAL ARKON