Portal krenlerin tasarımı ve sonlu elemanlar yöntemiyle gerilme analizi
Gantry crane design and stress analysis by means of finite element method
Yazar: ALİ BURAK ERDİL
Danışman: Y.DOÇ.DR. İSMAİL GERDEMELİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Sonlu elemanlar = Finite elements ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Vinç = Crane

Özet:
Sonlu elemanlar metodu, son yirmi yılda bilgisayar destekli tasarımın vazgeçilmez bir parçasıolmustur. Özellikle hızlı ve güvenilir biçimde gerçeklestirilmesi gereken mukavemetanalizlerinde, malzemenin tahribatını gerektirecek deneylerin bilgisayarda tahribatsız olarakgerçeklestirilmesinde, çok sayıda tekrar gerektiren hesaplarda bu metodun sağladığı faydalartartısılmazdır. Bu çalısmada, bu metodun portal krenlere uygulanması ele alınmıstır.Bu çalısmada transport tekniğinde sıklıkla kullanılan kaldırma ekipmanlarından biri olan portalkrenler incelenecektir. Limanlarda, tersanelerde ve depolarda genis çapta kullanma alanlarıbulan portal krenlere, isletim sırasında bir çok yük etkimektedir; bu yüklerin en önemlileriolarak, sistem elemanlarının kendi ağırlıklarından meydana gelen yükler ve hareketten dolayıolusan isletme yükü sayılabilir. Ayrıca özellikle açık alanlarda çalısan portal krenlere etkiyenrüzgar ve iklim sartlarından olusan ek zorlanmalar da göz önüne alınırsa; portal krenlerde veözellikle de portal kreni tasıyan gövdesinde ciddi anlamda gerilmelerin ortaya çıkacağı açıktır.Mühendislik problemlerin çözümünde sayısal metotlar son yıllarda sıklıkla uygulanmaktadır. Ençok bilinen ve kullanılan yöntem sonlu elemanlar metodudur.Sonlu elemanlar metodunun uygulanmasında LUSAS programı kullanılmıstır. Öncelikletersanede kullanılmakta olan bir portal kren iskeleti bilgisayarda modellenmistir. Bu model,sonlu elemanlar analizleri ile elde edilen sonuçlara göre adım adım gelistirilmis ve idealemümkün olduğu kadar yakın bir model elde edilmistir. Daha sonra bu model üzerinde çesitlisonlu elemanlar analizleri gerçeklestirilmis ve karsılastırmalar ile iskeletin çesitli özelliklerininsonuca nasıl etki ettiği tesbit edilmistir. Bu islemlerle sonlu elemanlar metodunun portal krentasarımında klasik hesap yöntemlerine göre avantajları ve sunduğu olanaklar incelenmistir.Anahtar Kelimeler: Portal kren, Gerilme analizi, Sonlu elemanlar

Abstract:
Finite Element Method has proved to be an indispensable element of computer aidedengineering in the last twenty years. Especially in quick and reliable resistance calculations, thetests which require the destruction of the material and when repetitive calculations are needed,the importance of the finite element method is indisputable. This thesis deals with theapplication of this method on gantry crane systems.In this study, a portal crane, which is one of the lifting equipments, frequently used in materialshandling is investigated. Portal cranes which are affected by a number of load combinations canbe used in seaports, shipyards and warehouses with a wide range of usage areas during theoperation. Most important loads are self weight of the system elements and the movement ofoperating load. Moreover, it is considered that, additional forces act on the portal crane,particularly operating in open-air, arise from wind and climate conditions, the great stressvalues can be observed on portal crane, especially on its body. numerical methods are widelyused in engineering problems in the last years. The most famous method is finite element method.The LUSAS program has been used to perform the finite element analysis. First, the truss of agantry crane which is already used at a shipyard was modelled on the computer. This model hasbeen improved step by step according the results of finite element analyses. Various finiteelement analyses were performed on this final model and the effects of the changes in variousproperties of the truss were determined with comparisons. With these analyses the newpossibilities and the advantages of finite element method over conventional calcualtion methodson gantry crane design and optimisation have been analysed.Keywords: Gantry crane, Stress analysis, finite element method