Design and fmea analysis of horizontal balancing machine support
Yatay balans makinası destek ayaklarının tasarımı ve analizi
- Tez No: 959324
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL BÖĞREKCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dekantör santrifüjü, destek ayağı, şasi tasarımı, sonlu elemanlar yöntemi, yapısal analiz, titreşim, Decanter centrifuge, support leg, chassis design, finite element method, structural analysis, vibration
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Dinamiği, Titreşimi ve Akustiği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu yüksek lisans tezinde, yatay dengeleme makinelerinin (dekantör santrifüjler) destek ayaklarının veya şasilerinin yapısal tasarımı ve yapısal analizi ele alınmaktadır. Destek yapıları, titreşim kontrolü ve dinamik yüklerin sönümlenmesi yoluyla sistem kararlılığını sağlamak için gerekli olan temel bileşenler olarak kabul edilmektedir. Bu kapsamda üç farklı destek ayağı tasarım konfigürasyonu geliştirilmiş ve Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) ile değerlendirilmiştir. Gerilme davranışları, şekil değiştirme özellikleri ve doğal frekans değerleri karşılaştırılmış, sayısal sonuçlar deneysel olarak doğrulanmıştır. Tezin ön aşamasında, dikdörtgen kesitli boş profil formunda bir başlangıç düzeni incelenmiştir. Daha sonra bu başlangıç düzeninden, kaynaklı pim konfigürasyonuna sahip daha karmaşık bir tasarım geliştirilmiş ve bu tasarım, profilin boyuna doğrultusu boyunca yerleştirilen dikey rijitlik elemanlarıyla güçlendirilmiş son şekline getirilmiştir. Her bir düzenek S235JR yapı çeliğinden imal edilmiş ve üretim işlemleri gaz altı ark kaynağı (GMAW) yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Kaynak sırasında hassas boyutsal toleransların sağlanması ve ısıl deformasyonun azaltılması amacıyla özel fikstürler kullanılmıştır. Nicel çıktılara göre, rijitleştiricilerle güçlendirilmiş tasarımın, temel tasarıma kıyasla maksimum deformasyonu yaklaşık %19 oranında azalttığı, birinci doğal frekansı %13 oranında artırdığı ve tüm yönlerde kritik burkulma yükü taşıma kapasitesini geliştirdiği belirlenmiştir. Tüm yükleme durumlarında maksimum Von Mises gerilmelerinin malzemenin akma dayanımının altında kaldığı ve deneysel doğrulamanın, FEM ile simüle edilen yer değiştirme değerleri ile deneysel yer değiştirme ölçümleri arasında (R² > 0,95) mükemmel bir korelasyon gösterdiği ortaya konmuştur. Bu bulgular, doğrudan gelişmiş titreşim direnci, yük taşıma kapasitesi ve uzun vadeli dayanıklılık ile ilişkilidir. Her tasarımın avantajları ve sınırlamaları sayısal ve deneysel incelemelerle ortaya konmuş, optimum tasarım parametreleri hesaplanmıştır. Dekantör santrifüj makinelerinde mekanik güvenilirliğin, titreşime dayanıklı ve kararlı destek ayağı tasarımlarıyla artırılması, mevcut çalışmanın ana odak noktası olarak değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
The structural design and structural analysis of support legs, or chassis, of horizontal balancing machines, i.e., decanter centrifuges, are addressed in the current thesis. Support structures are considered primary components that are inherent for providing system stability for vibration control and dynamic load absorption under operating states. Three support leg design configurations were designed and assessed with the Finite Element Method (FEM). Stress behavior, deformation properties, and values of natural frequency were compared, and numerical results experimentally confirmed. For preliminary stage of thesis, an initial setup in hollow rectangular shape form had been investigated. Afterwards, from preliminary setup, complex setup of pinned weld configuration had been resulted again, converted into stiffened setup with vertical stiffeners fitted around lengthwise of profile to get highest rigidity. Each setup had been made from S235JR structural steel, and fabrication afterwards using gas metal arc welding (GMAW) process. In-house jigs were used to get precise dimensions as well as suppress thermal deformation during welding. Based on quantitative outputs, it became evident that design reinforced with stiffeners minimized maximum deformation by around 19% compared to base case, raised first natural frequency by 13%, and improved critical buckling load carrying capacity in every direction. Maximum Von Mises stresses in all stages of load were less than yield strength of material, and experimental confirmation showed excellent correlation (R² > 0.95) between simulated FEM displacement and experiment displacement. These details were directly related to enhanced vibration resistance, load-carrying capacity, and long-term durability. Numerical and experimental investigation were used to arrive at advantages and limitations of every design, and optimal design parameters were computed. Improvement of mechanical reliability in decanter centrifuge machines using vibration-resistant, stable support leg designs as vibration outcome is regarded as main focus of present investigation.
Benzer Tezler
- Adblue tankı kafesi şasi bağlantı braketi tasarımı ve yapısal dayanım analizi
Design of adblue tank cage chassis attachment brackets and dynamic structral analysis
MURAT GÖNÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM MEHMET PALABIYIK
- Tasarım ve imalat süreçlerinde sistematik problem çözüm yöntemlerinin montaj tasarım optimizasyonu için uyarlanması
Adaptation of systematical problem solving techniques in design and production processes for assembly design optimization
ŞABAN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. FERRUH ÖZTÜRK
- Customer oriented new product design and analysis of design risks using fuzzy sets extensions
Müşteri odaklı yeni ürün tasarımı ve tasarım risklerinin bulanık set uzantılarıyla analizi
ELİF HAKTANIR AKTAŞ
Doktora
İngilizce
2022
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ KAHRAMAN
- Yeni ürün devreye alma sürecinde altı sigma yaklaşımı ve bir uygulama
Six sigma approach for launch of production and an application
GAMZE YETİMLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EZGİ AKTAR DEMİRTAŞ
- Hata türü ve etkileri analizi yönteminin (FMEA) üretim sektöründe uygulanması
Application of failure modes and effects analysis (FMEA) in production sector
YASEMİN ÇEBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
İşletmeDokuz Eylül ÜniversitesiToplam Kalite Yönetimi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. HİLMİ YÜKSEL