Motordan Kaynaklı Kiriş Üzerinde Oluşan Statik Çökmenin Hesabı

0
1097

Bu makalemizde motor ağırlığı etkisinde oluşan statik çökmenin teorik olarak hesaplanması yapılacaktır. Ayrıca SOLIDWORKS Simulation programında analiz çalışması yapılarak teorik değer ile karşılaştırma işlemi yapılacaktır.

Şekilde verilen kiriş üzerinde bulunan bir elektrik motorundan dolayı kirişe etki eden kuvvet   f (t) = 300sin 40t (N) şeklindedir.

Statik Analiz Yapılacak Modele Ait Bilgiler
Statik Analiz Yapılacak Modele Ait Bilgiler

Statik Çökme Değerinin Teorik Olarak Hesaplanması

Çökme miktarını aşağıda belirtilen formül aracılığıyla hesaplayabilirsiniz.

m=Kütle

g=Yerçekimi Kuvveti

k= Yay Sabiti

Statik Çökme Hesaplanması
Statik Çökme Hesaplanması

K ( yay sabiti ) değerini aşağıda yer alan formül ile hesaplayabilirsiniz.

E=Elastik Modülü

I= Atalet Momenti

l= Kiriş Uzunluğu

Yay Sabiti Hesabı
Yay Sabiti Hesabı

Yay sabiti hesabında yer alan atalet momentini aşağıdaki formülü kullanarak hesaplayabilirsiniz.

W=Kiriş Genişliği

t= Kiriş Kalınlığı

Atalet Momenti Hesabı
Atalet Momenti Hesabı

Problemi çözmeye öncelikle kirişin atalet momenti hesabı ile başlayabilirsiniz.

Sonrasında bulduğumuz bu değer ile K yay sabitini hesaplayabilirsiniz.

Bu değerler doğrultusunda statik çökme miktarını şu şekilde hesaplayabilirsiniz;

SOLIDWORKS Simulation Programında Statik Analiz Hesabının Yapılması

SOLIDWORKS’te kiriş üzerinde yer alan motor bir blok olacak şekilde tasarlanmıştır. Motor ağırlığı bloğun yoğunluğu artırılarak sağlanmıştır. Kiriş modelinin yoğunluğu sıfıra yakın bir değer girilerek soruda belirtildiği gibi kütlesi ihmal edilmiştir.

SOLIDWORKS'te Kirişin Modellenmesi
SOLIDWORKS’te Kirişin Modellenmesi

Kiriş =400*20*3000 mm olacak şekilde modellenmiştir.

Blok = 10*10*10 mm olacak şekilde modellenmiştir.

Kiriş modelinin malzeme bilgisi;

Kiriş Modelinin Malzeme Bilgisi
Kiriş Modelinin Malzeme Bilgisi

Blok modelinin malzeme bilgisi;

Blok Modelinin Malzeme Bilgisi
Blok Modelinin Malzeme Bilgisi

Analiz Sınır Koşulları

Kiriş modeli statik analiz içerisinde kiriş (beam) eleman olarak değiştirilmiştir.

Bu işlemi şu şekilde yapabilirsiniz;

Katı Elemandan Kiriş Elemana Dönüştürme İşlemi
Katı Elemandan Kiriş Elemana Dönüştürme İşlemi

Kiriş eleman ile katı blok modeli arasında birleşmiş temas seti tanımlanmıştır.

Kiriş ile Blok Arasında Birleşmiş Temas Setinin Tanımlanması
Kiriş ile Blok Arasında Birleşmiş Temas Setinin Tanımlanması

Kiriş elemanın eklem yerlerinden model sabitlenmiştir.

Kiriş Elemanın Eklem Yerlerinden Sabitlenmesi
Kiriş Elemanın Eklem Yerlerinden Sabitlenmesi

Blok modelinin sadece Y ekseninde hareket edecek şekilde diğer yönlerde kısıtlama yapılmıştır.

Blok Modeline X ve Z Yönlerinde Kısıtlama Yapılması
Blok Modeline X ve Z Yönlerinde Kısıtlama Yapılması

Modelin tamamına etki edecek şekilde yerçekimi kuvveti tanımlanmıştır.

Yerçekimi Kuvvetinin Tanımlanması
Yerçekimi Kuvvetinin Tanımlanması

Model mesh bilgisi şu şekildedir;

Mesh Bilgisi
Mesh Bilgisi

Analiz Sonuçları

Yapılan statik analiz sonucunda motor ağırlığının etkisinde kirişte toplam Y ekseninde 6.526 mm çökme meydana gelmiştir.

Y Ekseninde Oluşan Statik Çökme Miktarı
Y Ekseninde Oluşan Statik Çökme Miktarı
Teorik Hesaplama FEA (SOLIDWORKS Simulation)
Statik Çökme Miktarı(mm) 6,46 6,526

 

Yapılan statik analizin teorik sonuçlar ile hesaplanan değer arasındaki fark %1 olarak çıkmıştır. Böylelikle  sistem matematiksel olarak hesaplanmıştır ve analiz işlemleri gerçekleştirilerek doğrulama işlemi gerçekleştirilmiştir.

SOLIDWORKS Premium ve SOLIDWORKS Simulation tüm paketlerinde statik analiz gerçekleştirerek modelinizin gerilme ve deformasyonunu detaylı bir şekilde inceleyebilirsiniz.

KAYNAKLAR:

  1. ) Theory of Vibrations-W.T.Thomson, Elements of Vibration Analysis-L. Meirovitch, Vibrations of Continuous Systems-S. Rao, Fundamentals of Mechanical Vibrations-S.G. Kelly, Vibration Problems in Engineerin-W.Weaver, S.P. Timoshenko,
    D.H. Young, Engineering Vibrations-D.J. Inman, Mühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Dinamiği-Yücel Ercan
SOLIDWORKS Simulation hakkında detaylı bilgi almak için ürün sayfasını ziyaret edebilirsiniz:
ELITE APPLICATION ENGINEER-SOLIDWORKS SIMULATION EXPERT- SOLIDWORKS BETA TESTER

YANIT VER

Mesajınızı yazın
Adınızı buraya girin