Modelling the Behaviours of Straight Dry Fibre Bundles as Friction Dampers
Düz Kuru Elyaf Demetlerinin Sürtünme Damperi Olarak Davranışlarının Modellenmesi
- Tez No: 1021636
- Danışmanlar: PROF. JEM RONGONG
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The Unıversıty Of Sheffıeld
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Dinamiği, Titreşimi ve Akustiği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sönümleme, hem mühendislik hassasiyeti hem de hizmet süresi açısından makine operasyonunun çok önemli bir parçasıdır. Histerik, viskoz ve kuru sürtünme sönümlemesi dahil olmak üzere birçok biçimde olabilir. Sönümleme kapasitesi diğerleri kadar yüksek sıcaklıklardan etkilenmediğinden, sonuncusunun aşırı sıcak ortamlarda daha kullanışlı olduğu kanıtlanmaktadır. Artan sürtünmeli kayma daha fazla sönüme katkıda bulunduğundan, yaprak yaylar ve tel halat izolatörlerinde (THİ) olduğu gibi, tüm yapıları tellere bölerek çok sayıda kayma yüzeyine sahip sönüm cihazları geliştirilmiştir. Dolayısıyla, bu proje, kuru sürtünme kullanan ve çok sayıda kayan yüzeyleri içeren sönümleme yapıları üzerindeki geometrik parametrelerin etkilerini anlamayı amaçlamaktadır. Birincil odak noktası, sanki-statik ve dinamik kuvvete maruz kalan sıkıştırma basınçları altındaki 2 ve 3 katmanlı telli kirişlerin sonlu elemanlar yönteminin (FEM) uygulanmasıydı. Raporda, yaprak yaylar, debonded kompozitler ve THİ'nin literatür incelemesi üzerinden,kirişlerin analitik histerezis eğrisi formülasyonları ve temel düzeyde sonlu deformasyon temas problemi sunulmuştur. Çalışmanın ilk adımı, Abaqus/Standart FEM paketinde, sanki-statik simülasyonda 2 katmanlı telli kiriş kullanılarak güvenilir bir temas tanımının araştırılmasıydı. Kararlaştırılmış temas tanımı 3-katmanlı telli kirişe uygulanmıştır. Bu çalışmayı, orta teldeki yarık pozisyonunun direngenlik ve kayıp faktörleri üzerindeki etkisinin araştırıldığı bir segmentasyon çalışması izlemiştir. İki farklı sınır şartı uygulanmıştır. Sanki-statik varsayımların sınırı implisit dinamik FEM simülasyonunda araştırılmıştır. Lagrange çarpanı temas formülasyonunun daha doğru ancak maliyetli olduğu ve yakınsamasının zor olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, artırılmış Lagrange ve ceza yönteminin bir kombinasyonu kullanılmıştır. Segmentasyon etkisinin, eğme gerilimi büyüklüğü ve yarığın desteklerden uzaklığı ile ilişkili olarak kiriş boyunca konumuna bağlı olduğu bulunmuştur. Ayrıca, dinamik etkilerin, histerezis eğrilerini sanki-statik olanlardan büyük ölçüde saptırdığı gözlemlenmiştir. Sanki-statik varsayımın 25 Hz'e kadar geçerli olduğu düşünülmüştür, ancak daha yüksek titreşim modları bu sonucu etkilemiş olabileceğinden, daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir. Çalışma sırasında geliştirilen temas formülasyonları telli yapıların FEM modellemesi için yararlı bir adım olmuştur. Buna ek olarak, telli yapı üzerindeki dinamik davranış ve kasti yarıklar (veya çatlak oluşumu) ve sınır şartlarının etkileri daha iyi anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Damping is a crucial part of machine operation both in terms of engineering precision and service life. It can come in many forms including hysteretic, viscous and dry friction damping. The latter proves to be useful in extremely hot environments as its damping capacity is not affected by elevated temperatures as much as others. Because increasing frictional sliding contributes to more damping, damping devices that feature many sliding surfaces have been devised through dividing whole structures into strands, as in the cases of leaf springs and wire rope isolators (WRI). Hence, this project aimed at understanding the effect of geometrical parameters on damping structures employing dry-friction and involving high number of sliding surfaces. Primary focus was on the application of finite element method (FEM) of 2- and 3-layer stranded beams under clamping pressures experiencing quasi-static and dynamic forcing. In the report, the analytical hysteresis loop formulations of the beams and basic finite deformation contact problem is presented, upon the literature review of leaf springs, debonded composites, and WRI. First step of the work was investigation of a reliable contact definition in Abaqus/Standard FEM package using 2-layer stranded beam in a quasi-static simulation. Decided contact definition was applied to the 3-layer stranded beam. This was followed by a segmentation study, where the effect of position of segmentation in middle strand on stiffness and loss factors was investigated. Two different boundary conditions were applied. The limit of quasi-static assumptions was researched in implicit dynamic FEM simulation. It was found that the Lagrange multiplier contact formulation was more accurate but costly, as well as difficult to converge. Thus, a combination of augmented Lagrange and penalty method was used. The effect of segmentation was found to be dependent on its position along the beam, related to the bending stress magnitude and distance from the supports. Besides, dynamic effects were observed to divert the hysteresis loops from quasi-static ones to a great extent. The quasi static assumption was felt to be valid until 25 Hz, which requires further investigation as higher modes of vibration might have obscured the verdict. The contact formulations developed during the study was a useful step of FEM modelling of stranded structures. Also, dynamic behaviour and effects of intentional segmentation (or crack formation) and boundary conditions on a stranded structure was understood better. Future work ideas include the development of contact definitions by increasing the contact stiffnesses in FEM or utilisation of different contact formulations, implementation of the same formulation on structures including more layers, applying a Fourier transform to the time response of dynamic responses to see or eliminate the higher vibrational mode in order to cleanse the hysteresis loops from wobbliness.
Benzer Tezler
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Toprak ve tarım reformu uygulamasında öncelikli köylerin tesbitine ilişkin bir yöntem uygulaması
Başlık çevirisi yok
SABİR ATASEVER
- The Effect of government price support on wheat farming and wheat marketing in Turkey
Başlık çevirisi yok
GÜNEŞ GÜLSEN ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
EkonomiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYöneylem Araştırması Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİM DOĞRUSÖZ