Design and experimental analysis of mechanical force generators for performance improvement of machines
Makinelerin performanslarının artırılması için mekanik kuvvet jeneratörlerinin tasarlanması ve deneysel olarak incelenmesi
- Tez No: 582617
- Danışmanlar: PROF. DR. REŞİT SOYLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ ULAŞ YAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 231
Özet
Son zamanlarda, dinamik açıdan faydalı özelliklere sahip, fazla kısıtlı düzlemsel bir mekanizma olan Mekanik Kuvvet Jeneratörü (MKJ) önerilmiştir. Bu mekanizma, uzuvlarının verilen pozisyona göre istenen güç çıktısını sağlayabilmektedir. MKJ'nin sağlayacağı güç çıktısı ayarlanarak makinelerin ve buna bağlı olan eyleyicilerin performansı artırılabilmektedir. Önceki çalışmalarda MKJ için optimum bir güç çıktısı bulmak ve MKJ'nin parametrelerinin belirlenmesi için yöntemler önerilmiştir. Bu çalışmada ise önceden önerilmiş olan yöntemler iyileştirilmiştir ve yeni yöntemler önerilmiştir. Bir eyleyicinin en fazla güç tüketimini, anlık en fazla tork ihtiyacını ve enerji kaybını azaltmak için MKJ optimum bir güç çıktısı bulan üç ayrı performans iyileştirme yöntemi önerilmiştir. İyileştirme yöntemlerinde makinelerin çalışma rejimi değiştirilmemiştir. İyileştirmede tasarım değişkeni olarak eyleyicinin aktardığı güç veya tork kullanılmıştır. Üretimi ve uygulaması kolay olan MKJ uzvunun tasarımı ele alınmıştır. Önerilen yöntemler önceden uygulanmış çalışmalarla karşılaştırılmış ve daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bu çalışmada MKJ tasarım parametrelerinin belirlenmesi de ele alınmıştır. MKJ tasarım parametrelerinin belirlenmesi için bir algoritma önerilmiştir. MKJ tasarımının deneysel olarak doğrulanması için simetrik krank-biyel mekanizması makine olarak kullanılmıştır. Makineye korunumlu kuvvet uygulayan dış yük olarak da mekanizmanın iki kaydırıcı uzvu arasına yay yerleştirilmiştir. Bu makine için matematiksel durum çalışması olarak uygun bir MKJ tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan MKJ'nin deneysel olarak performansının incelenmesi için deney düzeneği hazırlanmıştır. Yapılan deneylerle ve simülasyonlarla uygun bir MKJ kullanılarak makinelerin performansının büyük ölçüde artırılabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Recently, a novel overconstrained mechanism with favorable dynamic properties, namely the MFG (Mechanical Force Generator), has been proposed. This mechanism can provide a desired mechanical force, or power variation depending on the position of its input links. This power profile can be adjusted in order to improve the performance of a machine and its actuators that are connected to the MFG. In previous works, determination of an optimum power profile for the MFG and determination of the MFG design parameters have already been studied. In this thesis, previously proposed methods are improved. New methods to determine optimum power profiles for MFG, which minimize the required maximum torque, maximum power output and energy consumption of the driving actuator, are proposed. In these methods, the motion of the machine is not changed and only the power and the torque output of the motors are taken as the optimization variables. A method for determining MFG power to obtain an MFG with open slot profile links, which are easy to manufacture, is proposed. The performances of the methods proposed in this study are assessed by applying them to a case study that has been considered in a previous work. It is observed that, for this case study, the performances of the proposed methods are better. In this thesis, the problem of determining the design parameters of MFG is also studied. It is pointed out that in order to generate an MFG power profile, MFG can be designed with either compression or tension springs. An improved algorithm which yields the design parameters of MFG is proposed. For the experimental verifications, a symmetrical slider-crank mechanism is used as a machine. A spring is placed between two sliders of the machine to simulate a conservative external load; and an appropriate MFG is designed for the aforementioned machine. An experimental setup is constructed to test the performance of the MFG. It has been shown via simulations and experiments that performance of a machine can be improved extensively by coupling a properly designed MFG to the machine.
Benzer Tezler
- 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
HAKAN MENCEK
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REŞİT SOYLU
- Ev tipi ürünlere entegre ısı pompalı atmosferik su jeneratörü tasarımı
Household appliance integrated heat pump atmospheric water generator design
SERKAN SOLMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Hava kanallı rüzgar türbini kanat tasarımının aerodinamik verime etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effect of air ducted wind turbine design on aerodinamic efficiency
ADEM AKIN DURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiSakarya ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMİL YİĞİT
- Tüp biçimli doğrusal jeneratör tasarımı ve uygulaması
Design and application of tubular type linear generator
SERDAL ARSLAN
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN GÜRDAL
- Design and structural finite element analysis of an artificial neural network based optimized alpha type stirling engine
Yapay sinir ağı bazlı optimize edilmiş bir stırlıng motorunun tasarımı ve yapısal sonlu elemanlar analizi
CENGİZ YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA BAYATA