Kren kirişlerinin hareketli yük altındaki dinamik davranışlarının incelenmesi
Investigation dynamic behaviors of the crane beams under moving load
Yazar: SAMİ KURAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CUMHUR OKTAY AZELOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dinamik davranış = Dynamic behavior ; Hareketli yük = Moving load

Özet:
Hareketli yük problemi pek çok mühendislik alanını etkileyen önemli bir konudur ve krenlerde dinamik etkilere neden olmaktadır. Günümüzde, krenler daha yüksek hızlarla çalıştığından, kren tasarımında hareketli yükten kaynaklanan dinamik etkilerin çok iyi incelenmesi ve analiz edilmesi gerekir. Bu nedenle, bu çalışmada hareketli yüke maruz kren kirişlerinin dinamik davranışları incelenmiştir. Bu amaçla, kren ana kirişini temsil eden basit mesnetli, homojen, izotropik bir Euler-Bernoulli tipi kiriş için hareketli yük problemi matematiksel olarak ifade edilmiş ve çözülmüştür. Hareketli yük kirişe tekil bir kuvvet şeklinde etki ettirilmiştir. Böylece, kren kirişleri için yer değiştirmeleri, eğilme momentini, kesme kuvvetlerini veren matematik modeller elde edilmiştir. Bu çalışmada, sönümlü durum için elde edilen matematik modeller literatürde önceki çalışmalardan sönümsüz durum için elde edilen matematik modeller ile karşılaştırılmıştır. Ardından, Matlab programında algoritmalar oluşturulmuş ve çeşitli çalışma senaryoları için benzetim çalışmaları yapılmıştır. Senaryolar, farklı hızlar ve farklı kütle oranları için belirlenmiş ve her senaryo için kirişte sönümlü ve sönümsüz durumda oluşan yer değiştirmeler, eğilme momenti, kesme kuvveti grafikler ve tablolar halinde verilerek değerlendirilmiştir. Ayrıca, sönümlü ve sönümsüz durumdaki matematik modellerden elde edilen sonuçlarda karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonuçları, yüksek hızlarda çalışan krenler için statik hesapların yetersiz kaldığını göstermektedir. Krenlerde, hareketli yükten kaynaklanan dinamik etkilerin çalışma senaryolarına göre analiz edilmesi ve tasarımın buna göre yapılması uygun olacaktır.

Abstract:
The moving load problem is an important issue that affects many engineering fields and causes dynamic effects in the cranes. Nowadays, as the cranes are operated with higher speeds, in the design of the cranes, the dynamic behaviors arising from the moving loads should be investigated and analysed accurately. Therefore, dynamic behaviors of the crane beams under the moving load were investigated in this study. For that purpose, the moving load problem was stated and solved mathematically for a simply supported, homogeneous, an isotropic Euler-Bernoulli type beam representing the main beam of the crane. The moving load is acted as a concentrated and singular load on the beam. Thus, the mathematical models that gives the deflections, bending moment, shear forces were obtained for the crane beams. In this study, the mathematical models obtained for the damped condition are compared with the mathematical models obtained from the previous studies in the literature for the undamped condition. Then, the algorithms were created in the Matlab program and the simulation studies were carried out for various working scenarios. The scenarios were determined for different speeds and different mass ratios and were evaluated by the diagrams and tables the deflections, bending moment, shear force that occurred on the beam in the damped and undamped situation. Besides, results obtained from the mathematical models with damped and undamped situations were also compared. As a result, the studies show that static calculations are inadequate for cranes working in high speed. So, it will be appropriate both to analyze dynamic behaviors arising from the moving load according to the working scenarios and to design according to obtained results for the cranes.