Köprülü vinçlerde kiriş kesitlerinin optimum tasarımı
Optimum design of ovehead traveling crane girders
Yazar: SERPİL KARAKUŞ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ALIŞVERİŞÇİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1999
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kirişler = Beams ; Optimum tasarım = Optimum design ; Vinç = Crane

Özet:
Elektrikle çalışan köprülü vinçlerin minimum köprü kiriş ağırlıklarının optimum dizaynı için bir bilgisayar programı hazırlanmıştır (Qbx, ver. 7.0). Kaynaklanmış kutu tipi kirişler basit mesnetlenmiş kiriş gibi modellenmiştir. Gerilmeler ve yer değiştirmeler arabanın kirişteki en kötü pozisyonunda, bütün yükler hareket ederken ki en kritik durumunda elde edilmiştir. Vinç köprü kirişlerinin dizaynı problemi, eşitsizlik sınırlamalanyla bir minimum ağırlık problemi olarak formüle edilmiştir. Amaç fonksiyonunun minimizasyonu, kiriş ağırlığının minimizasyonu olarak alınmıştır. Gerilmeler, sehim, flambaj, titreşim frekansı ve boyutlar, standartlarca belirlenen emniyetli değerleri aşmayacak şekilde sınırlandırılmışlardır. Meydana gelen nonlineer programlama problemi, büyük mekanik sistemlerin tasarımında kullanılan pratik dizayn optimizasyonu yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Bilgisayar programına dizayn değişkenleri girişi, standart levha boyutlarının kombinasyonlan ile hazırlanmış bir listeden sıra ile yapılmış ve uygun bir çözüm bulununcaya kadar işlem tekrarlanmıştır. Sadece bu listelere de bağlı kalınmamış, kesit oranlan değiştirilerek yeni dizayn değişkenleri elde edilmiştir. Ayrıca, standart kutu kirişler için çeşitli kaldırma yükü ve çeşitli köprü açıklıklarında gerilme, sehim ve flambaj değerleri incelenmiştir. Minimum gerilmeyi veren kaldırma yükü ve köprü açıklığı elde edilmiştir. Sayısal örnekler, yaklaşımların etkilerini gösteren grafikler ile verilmiştir. Anahtar Kelimeler : Köprülü vinçler, kiriş, köprü, optimum tasarım

Abstract:
A computer program was prepared (Qbx, ver. 7.0) for the optimum design problem for minimum bridge girder weights of overhead travelling cranes powered by electricity. The welded box-type girders were modelled as a simply supported beam. Stresses and displacements were obtained while the trolley with all the loads on it were moving on the girder in its worst position. A design of crane bridge girders was formulated with inequality constraints as a minimum weight problem. The minimisation of objective function was taken as the minimisation of the girder weight. The stresses, displacement, buckling and sizes were restricted, in such way that will not exceed in safe values defined by the standards. The non-linear programming problem, thus obtained, was solved by means of the practical design optimisation method which is used in designing huge mechanical systems. Input of design variables into the computer program was carried out respectively from a list which was prepared with standard plate combinations and the operation was repeated until feasible solutions were found. Not only that lists were used but also new design variables were obtained by changing the section ratios. In addition, stress, displacement and buckling values were studied for standard box-type girders at different hoisting load and different span. Hoisting load and span were obtained which give minimum stress. The numerical examples were given with illustrations which show the effectiveness of this approach. Key Words : Overhead travelling cranes, girder, bridge, optimum design. VI