Esnek uzuvlu ve eklem boşluklu düzlemsel krank-biyel mekanizmasının kinematik, dinamik analizi ve titreşim karakteristiğinin incelenmesi
Kinematic and dynamic analysis and examining of vibration characteristics of a planar slider-crank mechanism with link flexibility and joint clearence
Yazar: MUSTAFA YILDIZ
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM UZMAY
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Krank-biyel mekanizması = Crank-biel mechanism

Özet:
Bu çalışmada, eklem boşluklu ve esnek uzuvlu krank-biyel mekanizmasının kinematik ve dinamik analizi gerçekleştirilmiş ve eklem boşluğundan kaynaklanan titreşimler; teorik, deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir. Eklem boşluğu; kütlesiz, sanal bir uzuv olarak modellenmiştir. Bu sanal uzvun sisteme getirdiği ilave serbestlikler, Lagrange denklemi ile tanımlanmıştır. Yapılan analizler sonucu, krank-biyel mekanizmasının dönen ve öteleme yapan kütlelerinin dengelenmesi sağlanmıştır. Mekanizmanın dengelenmiş ve dengelenmemiş halleri için teorik ve deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Deneysel sistemde kullanılan mekanizmaların iki ekleminde yapay boşluklar oluşturulmuştur. Ayrıca, mekanizmaların dinamik karakterini tanımlayan sarsma kuvveti ve momentinin, eklem boşluğundan nasıl etkilendiği araştırılmıştır. Aynı zamanda mekanizmaların biyel uzvunun geometrik ölçüleri (özellikle kalınlığı) değiştirilerek, uzuv esnekliğinin, mekanizmada oluşan darbe kuvvetlerini sönümlemesi ve bunun neticesinde yatak titreşimlerine etkisi ADAMS programı üzerinde analiz edilmiştir ve deneysel olarak incelenmiştir. Sonuçta; eklem boşluğunun etkisi, eklem boşluklu sistemlerde dengelemenin ve uzuv esnekliğinin mekanizmanın kinematik ve dinamik davranışlarına etkisi araştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: Krank-biyel mekanizması, esnek uzuv, kinematik ve dinamik analiz, titreşim.

Abstract:
In thıs study, kinematics and dynamics of a slider-crank mechanism with link flexibility and joint clearence have been implemented and effects of vibration caused joint clearance on mechanism have also been investigated as numerical, theoretical and experimental. Joint clearance is modelled as a virtual massless link and the lagrange?s equation is used to define the additional motion freedoms arising from that clearance. As a result of analysis, the optimum balance of translating and rolling links of slider-Crank mechanism is provided. Theoretical and experimental studies are carried out for balanced and unbalanced states of the mechanism. Artifical clearances at two joints of mechanicms are constituted for the experimetal test rig. It is also explained how the joınt clearances affect the shaking force and its moment on the mechanisms. While changing geometrical dimensions (especially thickness) of the connecting rod of mechanisms, the damping effect of link flexibility on contact forces and bearing vibratons have been analyzed by using ADAMS software they also have been examined experimentally. As a result, the effects of joint clearance and link flexibility on kinematic and dynamic behaviours of the system, and also the balancing of the systems with joint clearance have been analysed in detail.Keywords: Slider-crank mechanism, link flexibility, kinematic and dynamic analysis, vibration.