Nonlinear dynamic analysis of a drivetrain composed of cylindrical gears, straight and spiral bevel gears
Silindirik dişliler, düz ve spiral konik dişlilerden oluşan bir dişli kutusunun doğrusal olmayan dinamik analizi
- Tez No: 489593
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU, DOÇ. DR. ZİHNİ BURÇAY SARIBAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 190
Özet
Düz, helis ve spiral konik dişlilerden oluşan bir dişli sisteminin doğrusal olmayan dinamik modeli önerilmektedir. Dişli şaftları Timoshenko kiriş sonlu elemanlar metodu kullanılarak modellenmiştir ve bunları birleştirmek için dişli çiftlerinin kavrama modelleri kullanılmıştır. Dinamik model rulman esnekliklerini de içermektedir. Dişli boşluğu ve kavrama sıkılığının zamanla değişimi kavrama modeline dahil edilmiştir. Doğrusal olmayan cebirsel denklem sistemini elde etmek için, doğrusal olmayan diferansiyel denklem sistemine çok harmonikli Harmonik Denge Yöntemi uygulanmıştır. Sonlu elemanlar modellemesi çok sayıda doğrusal olmayan denklemle sonuçlandığından, hesaplama çabasını azaltmak için doğrusal olmayan dişli sistemlerin zorlamalı yanıt analizlerine reseptans yöntemi ve modal süperpozisyon yöntemi getirilmiştir. Bu, dişli şaftları için sonlu elemanlar modelleri kullanmayı mümkün kılar. Fourier katsayılarının hesaplanmasında, kesikli Fourier dönüşümü kullanan dişli dinamiği çalışmalarının aksine sürekli-zamanlı Fourier dönüşümü kullanılmıştır. Böylece, doğrusal olmayan serbestlik derecesi çok olduğunda ortaya çıkan yakınsama problemleri önlenir. Ayrıca, gereken hesaplama süresini daha da azaltmak için Fourier katsayılarının hesaplanmasında sayısal entegrasyon yerine analitik entegrasyon kullanılmıştır. Elde edilen doğrusal olmayan cebirsel denklemler yay uzunluğu sürekliliği ve Newton Yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Harmonik Denge Yöntemi ile elde edilen sonuçlar, hesaplama açısından zorlu doğrudan sayısal entegrasyonla elde edilenlerle karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Birçok parametrik çalışma yapılmıştır ve sistem parametrelerinin etkisini göstermek için sistemin yanıtı incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
A nonlinear dynamic model of a drivetrain composed of spur, helical and spiral bevel gears is proposed. Gear shafts are modeled by using Timoshenko beam finite element method and mesh models of gear pairs are used to couple them. Dynamic model includes the flexibilities of bearings as well. Gear backlash and time variation of mesh stiffness are incorporated into the mesh model. Harmonic Balance Method (HBM) with multiple harmonics is applied on the system of nonlinear differential equations in order to obtain a system of nonlinear algebraic equations. Since finite element modelling results in large number of nonlinear equations, receptance method and modal superposition method are introduced to forced response analysis of geared systems with nonlinearities in order to reduce computational effort. This makes it possible to use finite element models for gear shafts. In the calculation of Fourier coefficients, continuous-time Fourier transform, as opposed to the gear dynamics studies that utilize discrete Fourier transform, is used. Thus, convergence problems that arise when the number of nonlinear DOFs is large are avoided. Moreover, analytical integration is employed for the calculation of Fourier coefficients rather than numerical integration in order to further reduce the computational time required. Nonlinear algebraic equations obtained are solved by utilizing Newton's method with arc-length continuation. The results obtained by HBM are verified by comparing them with those obtained by direct numerical integration, which are computationally demanding. Several parametric studies are performed and response of the system is investigated to demonstrate the effects of system parameters.
Benzer Tezler
- Investigation of acoustic and dynamic properties of weatherstrips used in vehicle doors
Havacılık ve otomotiv sektöründe kullanılan kapı sızdırmazlık elemanlarının akustik ve dinamik özelliklerinin incelenmesi
ORÇUN SAF
Doktora
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- H&-robust optimal kontrol tekniğinin kullanılması ile T 700 turbo motorunun güç türbini hızının kontrolü
Power turbine speed control of the GE-T700 turbo engine using the H -robust optimal control technique
CÜNEYT YILMAZ
- Deprem yer hareketi etkisi altındaki çok serbestlik dereceli sistemlerin doğrusal olmayan dinamik analizi
Nonlinear dynamic analysis of multi degree of freedom systems under earthquake ground motion
TALAT SİVRİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ UYUMAZ
- Three dimensional nonlinear dynamic analysis of a reinforced concrete frame building in Bolu
Bolu'daki betonarme bir yapının üç boyutlu elastik ötesi dinamik analizi
ZEHRA ÇAĞNAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. POLAT GÜLKAN
- 2016 taslak deprem yönetmeliğine göre mevcut bir okul binasının performansının doğrusal olmayan dinamik analizle belirlenmesi
Seismic performance determination of a school building by nonlinear dynamic analysis in accordance with turkish seismic code-draft-version 2016
TUĞÇE CERAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEYZA TAŞKIN AKGÜL