Teleskopik koruyucu sistemlerin ANSYS tabanlı doğrusal olmayan dinamik ve modal analizleri
ANSYS based nonlinear dynamic and modal analysis of telescopic cover systems
Yazar: SİNAN ÖZÇİFTÇİ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET BAHADIR ÇETİNKAYA
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Teleskopik koruyucu sistemler, bilgisayarlı sayısal kontrol (Computer Numerical Control, CNC) freze makinelerinin raylarını dış etkenlerden korumak için kullanılan çok bölümlü yapılardır. Sistemin iç içe geçmiş ve birbirleri arasında sürtünerek hareket eden bu çok bölümlü yapısından dolayı, sistem üzerinde bölgesel deformasyonlar meydana gelebilmektedir. Deformasyonların önlenebilmesi için, tasarım sürecinden önce doğrusal olmayan dinamik analizler ve modal analizler yapılmalı ve elde edilen sonuçlara göre en uygun tasarım modeli belirlenmelidir. Bu çalışmada, 304 (1/16) sert paslanmaz çelik ve 316 (L) tavlanmış paslanmaz çelik malzemeleri için doğrusal olmayan dinamik analizler ve modal analizler, ANSYS Workbench 2020 R2 yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 4 bölümden oluşan bir teleskopik koruyucu sistem üzerinde yapılan doğrusal olmayan dinamik analizler sonucunda, (y,z) eksenleri için deformasyonlar ve von Mises gerilme değerleri elde edilmiştir. Ayrıca, ilk 6 Mod için yapılan modal analizler sonucunda elde edilen rezonans frekans değerleri ayrıntılı olarak sunulmuştur. Daha adil sonuçlar sunabilmek için modal analizler ilk 20 Mod için de gerçekleştirilmiş ve ilgili rezonans frekans değerleri elde edilmiştir. Yönlü deformasyon, von Mises gerilme ve modal analiz sonuçları değerlendirildiğinde, 304 (1/16) malzemesinin 316 (L) malzemesine göre daha güçlü olduğu ve çok bölümlü teleskopik koruyucu sistemlerin tasarımında etkin bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
Telescopic cover systems are multi-section structures designed to protect the guide rails of computer numerical control (CNC) milling machines from external disruptive factors. Due to their multi-section structure at which nested sections move by rubbing against to each other, regional deformations may occur on the entire system. In order to prevent the deformations, nonlinear dynamic analyzes and modal analyzes should be carried out before the design process and the most appropriate design model should be determined according to the results obtained. In this study, nonlinear dynamic analyzes and modal analyzes for the 304 (1/16) hard stainless steel and 316 (L) annealed stainless steel materials were carried out by using ANSYS Workbench 2020 R2 software. As a result of the nonlinear dynamic analyzes carried out on a telescopic cover system consisting of four sections, directional deformations and von Mises stress values for the (y,z) axes were obtained. Furthermore, the resonance frequency values obtained as a result of the modal analysis for the first 6 modes were presented in detail. In order to provide a more fair analysis results, modal analyzes were also carried out for the first 20 modes and the relevant resonance frequency values obtained were presented. When the directional deformation, von Mises stress and modal analysis results were evaluated, it can be concluded that 304 (1/16) is a more strength material than 316 (L) and it can effectively be used in the design of multi-section telescopic cover systems.