Experimental analysis and finite element modelling of mechanical stoppers under impact loading
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: CAN KÖKSAL
Danışman: Bora Yıldırım
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sunulan tez kapsamında, çarpışma yüklerinin karakteristiği ve farklı malzemelerin çarpışma yüklerinin ve tepkilerinin anlaşılması de belirlenmesi amaçlanmıştır. Mühendislik alanında, özellikle de hareketli mekanizmalarda, bir takım mekanizmaların hareketleri elektriksel ya da mekanik durdurucularla kısıtlanmıştır. Mekanik durdurucular ve çarpışma ile hareket kısıtlama karmaşık bir fenomendir ve genellikle altındaki fiziksel mekanizmayı anlamak zordur. Tasarımcıların iş gören bir mekanik durdurucu tasarlayabilmeleri için çarpışma parametrelerini ve çarpışan malzemelerin çarpışma sırasında çıkan enerjiyi nasıl absorb ettiklerini anlamaları gerekir. Bu çalışmayı yürütebilmek adına, daha önceden tasarlanmış ve geometrisi bilinen bir anten yönlendirme birimi ve döner hareket mekanizması incelenmiş ve ANSYS/Mechanical yazılımı içerisinde modellenmiştir. Bu modellemeye paralel olarak, bu hareket ve çarpışma literatürde bulunan daha önceden çalışılmış analitik modeller ile modellenmiştir. Literatürde çarpışma yükü modellenmesine dair birçok analitik çalışma ve çözüm bulunmaktadır. Bu çözümler ile sonlu elemanlar analizi sonuçları karşılaştırılmıştır. Tez çalışmasının son basamağı olarak, bahsedilen mekanizma ürettirilmiş ve gerçek zamanlı çarpışma testleri yürütülmüştür. Bu çarpışma testlerinde gerçekte tam olarak ne olduğu gözlenmiştir. Testler yürütülürken SIEMENS veri işleme yazılımı ve LMS veri işleme sisteminden faydalanılmıştır. Test için Alüminyum 6061-T6, Paslanmaz Çelik AISI304 ve Titanyum alaşımı TI4-6Al-V malzemelerden mekanik durdurucular üretilmiş ve Alüminyum 6061-T6 malzemeden üretilen hareketli mekanizma sonuna çarptırılmıştır. Bütün bunlara ek olarak 5, 10, 15, 20, 25 ve 30 RPM gibi farklı hızlarda çarpışmalar tekrarlanmıştır. Her hız ve malzeme için farklı veri toplanmış ve kaydedilmiştir. Çarpışma verilerini zaman bölgesinde toplayabilmek ve mekanik durdurucu üzerindeki gerinim ölçebilmek için dirsek rozet gerinim ölçerler kullanılmıştır. Toplanan veriler incelenmiş ve her malzeme ve hız verilerinin kendi içerisinde tutarlı olduğu görülmüştür. Çarpışma hızı arttırıldıkça mekanik durdurucu üzerindeki gerinim arttığı ama çarpışma süresinin ciddi değişim yaşamadığı görülmüştür. Yapılan testler ile sonlu elemanlar analizi sonuçlarının kabul edilebilir bir hara aralığı içerisinde örtüştüğü saptanmıştır. Bu da model üzerinden çarpışma parametrelerini ve çarpışma yükünü çıkarmamıza yardımcı olmuştur. Anahtar Kelimeler: Darbe, Darbe Mekaniği, Çarpışma, Çarpışma Modellemesi, SEM, SEA, Çarpışma Süresi, Çarpışma İzi, Çarpışma Mekaniği