2x400 ton kapasiteli kafes ana kirişli portal kren tasarımı ve analizi
Design and analysis of 2x400 ton gantry crane with cage structure main beam
Yazar: BURAK BİGE
Danışman: YRD. DOÇ. İSMAİL GERDEMELİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Katı Cisimlerin Mekaniği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Düzlem kafes sistemleri = Plane trusses systems ; Gerilme analizi = Stress analysis ; Köprülü vinç = Bridge crane ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis

Özet:
Bu çalışmada, iki arabalı 800 ton kapasiteli 62 metre efektif kaldırma kapasitesi olan, 102 metre uzunluğunda kafes ana kirişli portal kren tasarımı ve analizi yapılmıştır.
Kreyne etkiyen tüm yükler belirlenmiş ve etkiyen yükler neticesinde kren ana kirişinde oluşan maksimum gerilmeler mukavemet formülleri kullanılarak analitik metotlar ile hesaplanmıştır. Hesaplanan gerilmelerin emniyet gerilmelerinin altında olup olmadığı kontrol edilmiştir. Yapılan hesaplamalarda emniyet limitlerini geçen gerilme değerleri için tasarım yenilenmiştir. Ana kiriş üzerinde oluşabilecek maksimum kesme kuvvetine göre kafes kirişi oluşturan çapraz çubukların her birine düşen basma ve çekme kuvvetleri hesaplanmış ve belirlenen basma/çekme kuvvetine göre ise de çubuklarda oluşan gerilme değerleri hesaplanmıştır. Son olarak ana kirişte oluşan sehim değeri hesaplanmıştır. 
Özellikle gerilme analizinde sıklıkla kullanılan sonlu elemanlar yöntemi ile parça sonlu sayıda parçalara ayrılmakta ve her elemandaki gerilme değeri hesaplanabilmektedir. Bahse konu metodun uygulanabilmesi maksadıyla ilk olarak, kreni oluşturan parçalar bir çizim programı kullanılarak üç boyutlu olarak modellenmiştir. Oluşturulan katı model analiz programı ile tüm yüklenme koşullarına göre sonlu elemanlar metoduyla analiz edilmiştir. 
Son olarak mukavemet formülleri kullanılarak yapılan analitik gerilme ve deformasyon değerleri ile sonlu elemanlar programı ile elde edilen değerler karşılaştırılmış hata yüzdeleri hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study a dual-trolley heavy duty overhead gantry crane that has 102 meters long cage structure main beam, 800 tons lifting capacity and 62 meters effective lifting height was designed and analyzed. 
All loads affecting the crane were determined and maximum stresses were calculated analytically. Calculated stresses were checked whether they are under allowable limits or not. For the case of stresses calculated over allowable limits the design was renovated. According to the maximum shear force occurring on the main beam, compression and tensile forces affecting cross bars forming cage structure were calculated individually and then stresses on bars were calculated. Consequently, displacements occurring on main beam were calculated.
By finite element method which is commonly used in stress analysis the modeled part is disintegrated finite number of parts and the stress values of each element can be calculated. 
In order to apply this method, all parts creating the crane were 3-D modeled and assembled. According to the various loading conditions the generated solid model was analyzed by the finite element method. Loading conditions were created by taking maximum effects into consideration. From these static analysis, stress and displacement values on the crane body were obtained.
Finally, the stress and displacement results obtained from analytic calculations were compared with the results obtained from the finite element program and percentages of the error were calculated. 
As a conclusion, finite element method is a very effective and useful way to see applicability of design of gantry crane.