Bir köprülü krenin gerilme analizi ve optimizasyonu
Stress analysis and optimization of a bridge crane
Yazar: YUNUS ALBAR
Danışman: PROF. DR. YUSUF AYTAÇ ONUR
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Köprülü krenler, yükseğe yerleştirilmiş kren yolunu meydana getiren iki kiriş arasında gezen bir köprü konstrüksiyonudur. Bir mühendis için bu alanlarda uygulamalar yaparken optimum koşullarda çalışmak oldukça önemlidir. Optimizasyon, bir sistemde bulunan kaynakların, belirli amaçlar doğrultusunda en verimli olacak şekilde kullanılması için yapılan bir yöntemdir. Bu tez çalışmasının amacı ise; üretim maliyetlerinin ana sebebi olan birim ağırlığın en makul seviyeye getirebilmek için kirişin kesit değerleri üzerinde optimizasyon yapmaktır.  Bu amaç doğrultusunda; hali hazırda üretim amaçlı tasarlanmış ancak üretim maliyetlerinden dolayı üretimden vazgeçilen çift köprülü bir krenin kren köprüsü üzerinde çalışılmıştır. İlk olarak, FEM ve DIN normlarına göre analitik hesaplar yapılmıştır.  Daha sonra mevcut kiriş üzerinde optimizasyon basamakları belirlenmiştir. Bu optimizasyon basamaklarından biri olan geometrik kısıt olarak; köprü açıklığı-yan plaka yüksekliği oranı, yan plaka yüksekliği-üst plaka genişliği oranı ve yan plaka kalınlığı-üst plaka kalınlığı ikilileri belirlenmiştir. Bu kısıtlar için oluşturulan değerler aynı analitik işlem basamaklarını içeren excel tablosunda yerine koyularak çözümler tekrarlanmış ve bir değerler tablosu oluşturulmuştur. Bu değerler içerisinden en optimum sonuç alınmıştır. Köprünün ilk hali ve elde edilen değerlerle son hali SolidWORKS programında modellenerek ANSYS programında sonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Elde edilen analitik sonuçlar ile ANSYS'de elde edilen nümerik analiz sonuçları karşılaştırılıp, tartışılmıştır. Sonuçların birbirleriyle tutarlı olduğu görülmüştür.

Abstract:
Bridge cranes are a bridge construction that travels between two beams that form the high-rise crane track. It is very important for an engineer to work in optimum conditions while making applications in these areas. Optimization is a method for using the resources in a system in the most efficient way for certain purposes. The aim of this thesis is; To optimize the cross-sectional values of the beam in order to bring the unit weight, which is the main cause of production costs, to the most reasonable level. In accordance with this purpose; The crane bridge of a double bridge crane, which was already designed for production but abandoned due to production costs, was studied. First, analytical calculations were made according to FEM and DIN norms. Then, optimization steps were determined on the existing beam. As a geometric constraint, which is one of these optimization steps; bridge span-side plate height ratio, side plate height-top plate width ratio, and side plate thickness-top plate thickness pairs were determined. The values created for these constraints were replaced in the excel table  containing the same analytical steps, and the solutions were repeated and a table of values was created.The optimum result was obtained among these values. The initial state of the bridge and the final state with the obtained values were modeled in the SolidWORKS program and finite element analyzes were made in the ANSYS program. The analytical results obtained and the numerical analysis results obtained in ANSYS were compared and discussed. The results were found to be consistent with each other.