Üç kanatlı pervanenin işletme şartlarında modal analizi
Modal analysis of three bladed propeller in Situ
Yazar: SEÇKİN USLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MERAL BAYRAKTAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Denizcilik = Marine ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Gemi pervaneleri = Ship propellers ; Mekanik titreşim = Mechanical vibration ; Serbest titreşim analizi = Free vibration analysis

Özet:
Titreşimler birçok yapı elemanında hasar oluşmasına, makine hatlarının durmasına, ürünlerin hatalı üretilmesine, makine elemanlarının fonksiyonlarını kaybetmesine ve hatta geri döndürülemeyen kalıcı hasarlara sebep olabilir. Üreticiler titreşim yüzünden oluşabilecek hasarlara veya ürünlerin kalitesini düşürecek etkilerine karşı önlem almalıdırlar. Tarihte rezonans olgusundan dolayı köprü yıkılması, helikopter kazası gibi büyük olayların temelinde titreşimlerin oluşturduğu hasarlar yer alır. Titreşimler dikkat edilmediği sürece sadece hatalı ürünlere değil, hayatlara da mal olabilir. 
Gemilerin hem yolcu ve çalışan konforu hem de emniyetli çalışabilmesi için titreşimlerin mutlaka kontrol altında tutulması gerekmektedir. Gemilerde en büyük titreşim yaratan elemanlar, itki sistemleridir. İtki sistemleri içinde, motor, güç aktarım organları ve pervane gibi ana elemanlar bulunmaktadır. 
Titreşim analizi, bir yapının çalışmadan önce, titreşim sebepli oluşabilecek hasarların önlenmesinde kullanılır. Olası titreşim belirtilerine karşı çalışma şartları veya yapı değiştirilerek tedbir alınabilir. 
Pervanelerdeki titreşimler, gemi titreşimlerinin incelenmesinde büyük bir önceliğe sahiptir. Bu yüzdendir ki araştırmacılar pervaneden kaynaklı titreşimleri en aza indirmek için yöntemler aramaktadırlar. Çalışma koşullarında, pervaneler elverişsiz akıştan dolayı büyük bir enerji sönümlemektedir.  Pervanenin çalışması esnasında, oluşan dengesiz kuvvetler, pervane-şaft sistemi, makine dairesi gibi önemli bölgelerde sorun oluşturabilir. 
Bu çalışmada pervanenin doğal frekans analizi yapılmıştır. Titreşim modları incelenerek doğal frekans olgusu üzerinde çalışılmıştır. Yapılan sonlu elemanlar çalışmaları, deneysel sonlu elemanlar çalışmalarıyla karşılaştırılmıştır. Doğrulama yapıldıktan sonra, farklı malzemelerde sonlu elemanlar ile çalışmalar yapılmıştır. Pervanenin işletme şartlarında çalışması durumunda, oluşabilecek titreşim hasarlarının önüne geçilebilmesi için, titreşim analizi yapılarak, çalışma devri belirlenmeye çalışılmıştır. Eriş Pervanenin EP 090 model 3 kanatlı pirinç pervanesi üzerinde çalışmalar yapılmıştır.

Abstract:
The vibration analysis is a method to determine the dynamic behavior of the machine elements. Using vibration analysis, operating frequency of the machine elements can be detected before production. Additionally, this method can be used for finding failure due to the vibration. 
The vibration of the propeller is identified as one major cause of ship vibration that is why researchers are looking for the ways to minimize propeller excitation of vibration within the constraints imposed by the ship design. The unsteady forces due to the operation of the propeller in a non-uniform wake field yield the increment of vibration of the hull and the propeller shafting system. It is known that propellers absorb a large amount of power while operating in unfavorable flow conditions. 
This paper presents free vibration analysis of a propeller in order to figure out the natural frequency which is essential to discuss the resonance phenomena. After the validation of the present numerical results with the available experimental data arisen from impact test, the studies are extended for different the material used for the propellers.
 
In this study we did a modal analysis on the 3 bladed propeller. The material of the propeller is a brass. We examined the natural frequency and the vibration modes of the propeller. After the study, we applied a modal test to obtain natural frequencies and compare the study with modal analysis. In the sequel we used our modal analysis model on different materials.