2x160 ton portal krenin tasarımı ve sonlu elemanlar yöntemiyle gerilme analizi
Design and stress analysis with the finite element method of 2x160 ton gantry crane
Yazar: HASAN ONUR ALKAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL GERDEMELİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Analitik analiz = Analytical analysis ; Dinamik analiz = Dynamic analysis ; Optimum tasarım = Optimum design ; Paket programlar = Packaged softwares ; Statik analiz = Static analysis

Özet:
Günümüz dünyasında, gemi inşa endüstrisinde, Türkiye önemli bir rol üstlenmektedir. Gemi yapımında kullanılan parçaların taşınması için ise çok sayıda ve farklı tonajlarda krenlere ihtiyaç duyulmaktadır. Tersanelerde en yaygın kullanılan kren tipi portal krenlerdir. Bu çalışmada öncelikle krenin sahip olması gereken yükseklik, ray açıklığı, kaldırma yüksekliği, kren hızı ve araba hızı gibi ana özellikler tespit edilmiştir. Daha sonra, krenin bütün parçalarının boyutları ve kullanılması gereken tahrik ve iletim elemanları belirlenmiştir. Sonlu elemanlar analizinden önce parçaların analitik hesapları yapılmış, analiz işleminde krene uygulanacak kuvvetlerden bazıları da bu hesaplarla belirlenmiştir. Sonlu elemanlar analizi için ilk olarak bir çizim programı yardımıyla, sistemin üç boyutlu modeli oluşturulmuştur. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak model küçük parçalara (sonlu elemanlar) ayrılmıştır. Bir analiz programı kullanılarak ve krenin kendi ağırlığı, taşıyacağı yük, kanca ağırlığı, araba ağırlığı, rüzgar yükü ve hareket esnasında oluşacak dinamik yükler göz önünde bulundurularak, kren üzerinde oluşan gerilmelerin, emniyet gerilmesini aşıp aşmadığı kontrol edilmiştir. Parçaların ayrı ayrı ele alınan gerilme analizi sonuçlarında, bu değerin aşılmadığı görülmekle beraber, bazı parçaların kritik bölgelerinde gerilmelerin emniyet değerine çok yakın olduğu tespit edilmiştir. Bu bölgelerde uygun düzeltmeler gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Today in the world, Turkey has a great role in ship building industry. They need a lot of cranes in different tonages to lift and move the parts of the ships. Gantry cranes are mostly used crane type in the shipyards. In this study firstly the height of the crane, the rail distinction, the lifting height, the speed of the crane and the trolley are determined. Afterwards, the dimensions of whole parts of the crane, and the actuators and the transmission parts to use are defined. Before the finite element analysis, the analytic calculations of the parts are done, and some of the forces which will be affected to the crane are found in these calculations. For finite element analysis, firstly a three dimensional model of the crane is cretaed with the aid of a drawing program. This model is meshed into small parts with using the finite element method. The stresses on the crane are checked whether they exceed the yield strength or not with using an analysis program and considering the crane?s self weight, the load to be carried, hook weight, trolley weight, wind load and the dynamic loads occuring with the movement of the crane. The stress analysis results of the parts are controlled individually, and this control shows that the stresses on all parts are below the yield strength but the stresses on some critical areas are so adjacent to yield stregth. Suitable revisions are made in these areas.