Eksenel yüklü tel halat demetlerinin modellenmesi ve analizi
Axially loaded wire rope strands modeling and analysis
Yazar: ABDULLAH TOMBAK
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF AYTAÇ ONUR
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Kullanım yerine göre birçok farklı malzemeden üretilen halatlar, yüklerin kaldırılması, taşınması ve bağlanması gibi ağır işlerde kullanılmaktadır. Çelik tel halatlar, her türlü sanayi dalında taşıyıcı eleman olarak görev almaktadır. Asansör, kren, teleferik ve telesiyej sistemlerinde, maden işletmelerinde, denizcilikte yük kaldırma ve iletme elemanı olarak sıklıkla kullanılan tel halatlar, sahip oldukları avantajları nedeniyle tercih edilmektedir. Özellikle esnek bir yapıya sahip olması ve çok sayıda telden oluştuğundan dolayı yükü bu tellere dağıtması, işletme emniyetini yükseltir.
Çelik tel halatların emniyetli taşıma aralıkları ve taşıyabileceği maksimum yüklerin bilinmesi oldukça önemlidir. Literatürü incelediğimizde yaklaşık 50 yıldır, halatların taşıyabileceği yükleri ve gerilmeleri tespit edebilmek için çeşitli deneysel, analitik ve üç boyutlu model analizi çalışmaları yapıldığı görülebilir.
Bu çalışmada, merkezde bir öz etrafına helisel olarak sarılan 6 telden oluşan bir çelik halat demeti incelenmiştir. İlk olarak, Love'nun denge denklemleri ve Costello'nun Çubuk Teorisi ile analitik hesaplar yapılmıştır. Halatın maruz kaldığı maksimum eksenel kuvvet, burulma momenti ve gerilmeler hesaplanmıştır. Daha sonra ANSYS programında çelik tel halat demeti modellenerek sürtünmeli ve sürtünmesiz durumlar için sonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Elde edilen analitik sonuçlar ile ANSYS'de elde edilen analiz sonuçları karşılaştırılıp, tartışılmıştır. Sonuçların birbirleriyle tutarlı olduğu görülmüştür.

Abstract:
Ropes are used for hard works lifting loads, such as transportation and sling where those are manufactured by many different materials in accordance with place of use. Steel wire ropes are used as carrier elements in all branches of industry. Wire ropes, which are frequently used in elevator, crane, aerial ropeway systems, mine hoisting, offshore systems as material shandling equipment which are preferred because of their advantages. In particular, it has a flexible structure and consists of many wires to distribute the load on these where it. İncreases operational safety. It is very important to know the safely transport ranges and maximum load lifting capacities of steel wire ropes. When we examine literature, for about 50 years. In order to determine rope lifting capacity and stresses occurred on ropes,  various experimental, analytical and three-dimensional model analysis studies can be seen.
In this study, which consists of six outer wires wrapped helically around are a steel rope strand has been investigated. First, analytical calculations have been conducted by using Love's equilibrium equations and Costello's bar theory.Maximum axial force, twisting moment and stresses occured on rope have been calculated.
Then, steel wire rope strand has been modelled and finite element analyses have been performed by frictional and frictionless conditions. Results obtained by ANSYS and results obtained by analytical calculations have been compared and discussed. The results have been found consistent with each other.