Deneysel çok arabalı kren sistemlerinin tasarımı, gerçekleştirilmesi ve dinamik analizi
Design, implementation and dynamic analysis of experimental multi carriage crane systems
Yazar: EMİR ESİM
Danışman: PROF. DR. ŞAHİN YILDIRIM
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bilgisayar destekli analiz = Computer aided analysis ; Dinamik analiz = Dynamic analysis ; Hareketli yük = Moving load ; Helisel dişli = Helical gear ; Kritik frekans = Critical frequence ; Köprülü vinç = Bridge crane ; Makine tasarımı = Machine design ; Serbest titreşimler = Free vibrations ; Yapay sinir ağları = Artificial neural networks ; Yük kaldırma = Lifting

Özet:
Bu çalışmada, endüstride kullanılan gerçek çift kirişli köprülü kren sistemi üzerinde çok araba bulunmasına göre tasarım gerçekleştirilmiş ve kurulumu yapılmıştır. Gerçek çalışma şartları altında kiriş sisteminin deneysel dinamik tepkileri incelenmiştir. Buradaki öncelikle kren sistemi üzerinde araba hareketi sonucu oluşan dinamik etkiler deneysel olarak yapılmış ve sistemin titreşimi Yapay Sinir Ağları (YSA) kullanılarak analiz edilmiştir. Yapılan analiz sonucu Radyal esaslı yapay sinir ağının daha iyi sonuç verdiği tespit edilmiştir. Ayrıca kren sisteminin çalışması esnasında kararlı çalışma durumlarının belirlenebilmesi için harmonik cevap analizi çalışması hem Sonlu elemanlar Metodu (SEM) metodu hem de deneysel olarak yapılmıştır.  Bu çalışmada kren sisteminin bütünü dikkate alınarak analizler gerçekleştirilmiştir. Hareketli yük sisteminin analitik çözümü sadece tek kiriş üzerinde mevcuttur ve bu çözümler yükün sabit veya harmonik yükleme şartlarında gerçekleştirilmiştir. Fakat yükün taşınması esnasında kirişin esnek olarak davranması, yükle araba arasındaki halatın yay gibi davranması ve de yükün salınımından dolayı meydana gelen tüm dinamik etkilerden dolayı gelişi güzel ve sürekli değişen bir yükleme söz konusudur. Bu nedenle bu çalışmanın esasını teşkil eden kren sisteminde yükün hareketi esnasındaki farklı araba sayılarına göre kiriş üzerine etki eden kontak kuvvetleri ADAMS programı vasıtasıyla elde edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar ANSYS programında kullanılarak zamana bağlı olarak analiz edilmiş ve deneysel olarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar önerilen çözüm yönteminin, deneysel verileri sağladığı ve kren tasarımlarında etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Son olarak çok arabalı krenlerde arabalara gelen kuvvetler deneysel olarak elde edilmiş ve elde edilen bu verilerle kaldırma grubunun dinamik analizleri yapılmıştır.

Abstract:
In this study, the design and installation of the real double girder bridge system used in the industry has been realized according to the presence of many cars. The experimental dynamic responses of the beam system under real working conditions were investigated. The dynamic effects of car movement on the crane system were experimentally performed and the vibration of the system was analyzed using Artificial Neural Networks (ANN). As a result of the analysis, it was found that the radial based neural network yielded better results. In addition, in order to determine the stable working conditions during the operation of the crane system, the harmonic response analysis was carried out by both the Finite Element Method (SEM) method and the experimental method. In this study, the whole of the crane system was analyzed. The analytical solution of the moving load system is only available on a single beam and these solutions are performed under constant or harmonic loading conditions of the load. However, there is a randomly and constantly changing loading due to the flexible behavior of the beam during the transportation of the load, the behavior of the rope between the load and carriage as a spring and all dynamic effects caused by the oscillation of the load. Therefore, this work is fundamental to the contact force acting on the crane girder according to the different number of cars during movement of the load in the system have been obtained by ADAMS program. These obtained results were analyzed using the ANSYS program with respect to time and compared with the results obtained experimentally. The results showed that the proposed solution method provides experimental data and can be used effectively in crane designs. Finally, the forces coming to the cars in the multi-car crane were obtained experimentally and the dynamic analysis of the lifting group was performed with these data.