Contact dynamics identification of holder extension assembly via inverse structural modification method
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HANİFE AYYILDIZ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Orkun Özşahin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İşleme merkezlerinde kullanılan iş mili takımlarında üretim sırasında performans ve verimliliği olumsuz etkileyen önemli ölçülerde titreşimler oluşmaktadır. Takımın ucundaki frekans tepki fonksiyonun (FTF) bilinmesi ile bu titreşimler önlenebilir. Takım ucunun frekans tepki fonksiyonu, iş mili takımlarının alt parçalarının birbiri ile olan dinamiğinden etkilenmektedir. Bu çalışmada iş mili takımının alt parçası olan uzatma ve tutucu arasındaki temas dinamiğinin Tersine Yapısal Değişiklik Yöntemi (TYDY) ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Kullanılan yöntem ilk olarak cıvata ile bağlanmış iki kiriş arasında cıvata bağlantı elemanın dinamik karakteristiğinin belirlenmesi amacıyla kullanılmıştır. Bu çalışmada belirtilen yöntem, 2x2 karmaşık katılık matrisine sahip yarı statik bir model kullanılarak, tutucu-uzatma temas dinamiğinin belirlenmesinde kullanılmıştır. Doğrulama çalışmaları nümerik verileri, simüle edilmiş deneysel verileri ve gerçek deneysel sonuçları kullanarak gerçekleştirilmiştir. Nümerik doğrulama çalışmasında uzatma ve tutucu arasındaki temas dinamiğine ait FTF matrisi sonlu elamanlar simülasyonu ile elde edilmiştir. TYDY' den elde edilen sonuçların gürültü hassasiyetini göstermek amacıyla nümerik verilere gürültü eklenerek temas dinamiği tekrar belirlenmiştir. Simüle edilen deneysel çalışmamalarda, ölçülemeyen dönme FTF'leri, Sonlu Fark Tekniği (SFT) kullanılarak belirlenmiştir. Kullanılan SFT derecesinin elde edilen temas dinamiği sonuçları üzerindeki etkisi de incelenmiştir. SFT'nin farklı dereceleri ile elde edilen dönme FTF sonuçları sonlu elemanlar simülasyonunda elde edilen FTF sonuçları ile arşılaştırılmış ve temas dinamiği ara yüzlerine yakın noktalarda birinci dereceden SFT'nin ikinci dereceden SFT' den daha doğru sonuç verdiği sonucuna varılmıştır. Temas dinamiği yüzeylerine erişilemediğinden, temas yüzeylerine ait FTF'leri elde etmek amacıyla genişletme tekniği olarak Sistem Eşdeğer Model Karıştırma (SEMK) yöntemi kullanılmıştır. Ancak, SEMK yönteminden kaynaklanan nümerik sorunlar nedeniyle, güvenilir sonuçlar elde edilememiştir. Buna ek olarak, çalışmada kullanılan SFT derecesinin SEMK yönteminden elde edilen sonuçlar üzerindeki etkisi araştırılmış ve temas yüzeylerine yakın ölçüm noktalarında, dönme eksenindeki FTF'lerin, ikinci dereceden SFT kullanılarak hesaplandığında SEMK yönteminden gelen nümerik hataların arttığı tespit edilmiştir. SEMK yöntemi ile güvenilir sonuçlar elde edilemediğinden; tutucu ve uzatma üzerinde temas dinamiği ara yüzlerine en yakın noktalar kullanılarak TYDY tekrar uygulanmıştır. Bu noktalar simüle edilmiş deneyler aracılığıyla TYDY'yi doğrulamak için kullanılmıştır. Buna ek olarak başlangıçta varsayılan karmaşık direngenlik matrisinin elde edilen sonuçlar üzerindeki etkileri üç farklı varsayılan model kullanılarak incelenmiştir. Son olarak, tutucu uzatma montaj mekaniğinin serbest çekiç testi ile elde edilen FTF sonuçları, TYDY'i doğrulamak için kullanılmıştır. Doğrulama çalışmaları sonucunda elde edilen direngenlik değerleri kullanılarak; tutucu- uzatma mekaniğine ait hesaplanan doğal frekans ve FTF sonuçlarının gerçek değerlerle oldukça yakın olduğu görülmüştür. TYDY ile elde edilen temas dinamiğini temsil eden direngenlik değerleri kullanılarak tutucu-uzatma mekaniğinin ilk iki doğal frekansı yaklaşık yüzde bir hata ile belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Tezgâh Dinamiği, Temas Dinamiği, Frekans Cevap Fonksiyonu Genişletmesi, Dinamik Direngenlik