Development of a roller bearing model for multibody simulations:Bearing vibration transfer path analysis
Çoklu cisimler dinamiği yaklaşımıyla makaralı rulman modelinin geliştirilmesi: Rulman titreşim iletim yolu analizi
- Tez No: 692486
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELAHATTİN ÇAĞLAR BAŞLAMIŞLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Mekanik sistemler, temel ses yayılımı ve titreşim kaynaklarıdır. Gürültü, titreşim ve sertlik (NVH) analizlerinde mekanik sistemlerin titreşim-akustik transfer fonksiyonları etkilidir. Dönen makinalar, makina mühendisliğinde yaygın uygulamalar arasındadır. Bu makinalardaki her mekanik bileşen, toplam titreşim aktarım yoluna etki eder. Bu nedenle, mekanik bir sistemin hassas ve gerçeğe yakın bir NVH modelinin çıkarılması için her bir sistem bileşeninin ayrıntılı olarak modellemesi gereklidir. Ticari çoklu cisimler simülasyonu yazılımlarındaki gelişmeler ile modern bilgisayarların hesaplama kapasitelerindeki ilerlemeler, karmaşık çoklu cisim sistemlerini modellemek ve simülasyonlarını gerçekleştirmeye olanak tanımaktadır. Rulmanlar, dönen milleri taşımak ve hareketi iletmek için kullanılmalarının yanında hareket ve titreşim aktarımında temel unsurlar olarak kabul edilmektedirler. Bu nedenle rulmanların değişen dinamik özellikleri dikkate alınarak doğru bir şekilde modellenmesi gereklidir. Yapılan çalışmalarda, rulman dinamik davranışlarını öngörebilmek için çeşitli rulman dinamik modelleri önerilmiştir. Mevcut modeller endüstride ve akademide yaygın olarak kullanılmasına rağmen, yatak titreşimleri ve titreşim aktarım yolunun tahminindeki doğrulukları hala tartışılmaktadır. Bu bağlamda, makaralı rulman temas mekanizmasının modellenmesi ve uygulanması, rulman titreşim aktarım yolu fonksiyonunda büyük rol oynamaktadır. Rulman temasları, literatürde genellikle Hertz temas ilişkisi olarak kabul edilir. Bununla birlikte, son araştırmalar, mekanik sistem elemanlarının dinamik modellemesinde Elastohidrodinamik (EHD) temasların önemini göstermektedir. EHD temasları Reynolds ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) yöntemleri kullanılarak modellenebilir ve analiz edilebilir. Bu çalışma kapsamında, Hertz, Reynolds ve CFD yöntemleri kullanılarak, farklı temas modellerine dayanan rulman dinamik modelleri geliştirilmiştir. Bu amaçla, rulman temasları Kelvin-Voigt yay-sönümleyici olarak kabul edilmiş ve Çoklu Cisimler Simülasyonu (MBS) ortamında tam rulman modeline genişletilmiştir. Daha sonra dinamik özellikleri ve titreşim iletim yolları incelenmiş ve sonuçlar zaman ve frekans alanında sayısal olarak karşılaştırılmıştır. Sayısal sonuçlar, tam yatak modeli bağlamında yukarıda bahsedilen rulman teması modelleme yöntemlerinin farklılıklarını ve sınırlarını göstermiş ve vurgulamıştır.
Özet (Çeviri)
Mechanical systems are major sources of sound radiations and vibrations, even in their good operating conditions. The vibro-acoustic transfer functions of mechanical systems are crucial in Noise Vibration Harshness (NVH) analysis. Rotating machines are among common applications in mechanical engineering. Every mechanical component in rotating machines affect the total vibration transfer path. For this reason, for an accurate NVH modelling of the system, the detailed modelling of each component is required. With the advancements in commercial multibody simulation software and computational capacity of the modern computers, it is possible to model and simulate complex multibody systems. Rolling bearings are considered as the key elements in motion and vibration transmission. They are utilized to carry shaft and transmit the motion. Therefore, rolling bearings need to be modelled accurately by considering their varying dynamic characteristics. A number of studies have proposed and investigated various bearing dynamic models to estimate their dynamical behavior. Although available models have widely being used in industry and academia, their accuracy in estimation of bearing vibrations and vibration transfer path is still doubtful. In this regard, modelling and implementation of the rolling bearing contact mechanism plays major role in bearing vibration transfer path function. Rolling bearing contacts are usually considered as Hertz contact in the literature. In contrast, the recent investigations show the importance of the Elastohydrodynamic (EHD) contacts in dynamic modelling of mechanical parts. The EHD contacts can be simulated and analyzed using Reynolds and Computational Fluid Dynamics (CFD). Within the objectives of the current study, three rolling bearing dynamic models based on three various contact models using, Hertz, Reynolds, and CFD are developed. For this purpose, bearing contacts are considered as Kelvin-Voigt spring-dampers, and extended to a total rolling bearing model in a Multibody Simulation (MBS) environment. Then, their dynamic properties and transfer paths are investigated and compared numerically in the time and frequency domain. The numerical results illustrate and highlight the differences and limitations of the above mentioned bearing contact modelling methods in the context of the total bearing model.
Benzer Tezler
- Önden yüklemeli bir çamaşır makinesinin dinamik olarak modellenmesi
Dynamic model of a fronty loading washing machine
MEHMET ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
- Experimental and numerical investigation of rear axle gear whine
Arka aks dişli gürültüsünün deneysel ve nümerik incelenmesi
MEHMET DEMİREL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN TAHA ŞEN
- Bir ticari motorun zamanlama dişlilerinin iyileştirilmesi
Optimization of timing gears of a commercial engine
İLKER ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. HACI MUSTAFA ÖZKIRIM
- Building sensor-based real-time predictive maintenance system by utilizing artificial intelligent techniques
Yapay akıllı teknikleri kullanarak sensör tabanlı gerçek zaman tahminli bakım sistemi kurulması
RAGHAD MOHAMMED KHORSHEED
Doktora
İngilizce
2021
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK BEYCA