Lastik tekerlekli konteyner istifleme kreninin hesapları, modellenmesi ve sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Calculations, modeling and analysis with finite element method of rubber tyred container stacking crane
Yazar: METİN YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. SERPİL KURT
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli modelleme = Computer aided modelling ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Vinç = Crane

Özet:
Sonlu elemanlar metodu ve katı modelleme, bilgisayar teknolojisinin gelişimiyle bilgisayar destekli mühendisliğin vazgeçilmez bir parçası olmuştur. Özellikle bilgisayar destekli yapılan hesaplama, analiz ve modellemeler, el ile yapılanlara oranla daha hassastır ve sonuçlar daha iyi çıkmaktadır. Ayrıca bilgisayarla yapılan işlemlerin hızı çok yüksektir. Bu sayede zamandan kazanç elde edilmektedir. Bir diğer kazanım ise deneysel verilerin maliyeti düşünüldüğünde ortaya çıkmaktadır. Çok pahalıya mal olabilen deneysel çalışmaların yerine bunların bilgisayarda yapılan modellemeleri sayesinde sonuçlara daha ucuza ulaşılabilmektedir.Son yıllarda deniz aşırı ülkeler arası ticari ilişkilerin gelişimiyle, deniz taşımacılığına ilgi artmıştır. Bu nedenle taşınacak malların hızlı ve güvenli bir şekilde taşınmasını sağlayan konteyner taşımacılığı tercih edilmektedir. Buda limanlardaki yoğunluğun artmasına neden olmaktadır. Lastik tekerlekli konteyner istifleme kreni gelen konteynerlerin gemilere yüklenmek üzere araçlardan alınıp istif bloğuna düzenli bir şekilde istiflenmesinde ve limanlardaki bu yoğunluğun giderilmesinde baş rol oynamaktadır.Bu çalışmada limanlarda konteyner istiflemek için kullanılan lastik tekerlekli konteyner istifleme kreni incelenecektir. Öncelikle krenin üzerine etki eden kuvvet ve moment hesapları, mukavemet, motor güçleri ve ayakların burkulma hesapları yapılmıştır. Daha sonra konteyner istifleme kreninin bütün elemanları modellenmiştir. Sonlu elemanlar yöntemiyle köprü kirişinin gerilme ve deformasyon analizi, gövde ayaklarının ise burkulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizler ile yapılan hesaplar karşılaştırılmıştır.Sonlu elemanlar metodunun uygulanmasında ANSYS Workbench programı kullanılmıştır. Ayrıca konteyner istfleme kreninin modellenmesinde Autodesk INVENTOR 2010 programı kullanılmıştır. Yapılan hesaplar parametrik bir program olan Mathcad programı aracılığıyla yapılmıştır. Bu sayade hesaplarda herhangi bir değer değiştiğinde, diğer değerlerde bu değere bağlı olarak değişmektedir ve hesaplar tekrar tekrar yapılmamaktadır. Bununla birlikte yeni bir tasarım yapıldığında değerler kolayca değiştirilerek sonuçlara ulaşılabilmektedir. Sonuçları incelediğimizde kren sistemi üzerinde oluşan deformasyonların modelin geometrik boyutları dikklate alındığında önemli miktarlarda olmadıkları ve gerilme değerlerinin çeliğin akma mukavemetinin altında kaldığı görülmüştür. Bu çalışmada sonlu elemanlar metodunun lastik tekerlekli konteyner istifleme kreninin tasarımda klasik hesap yöntemlerine göre kazanımları ve sunduğu olanaklar incelenmiştir.

Abstract:
Finite element method and solid modeling, with the development of computer technology, has become an indispensable part of computer-aided engineering. Especially the computer-aided calculation, analysis and modeling, are more accurate than by hand and the results are better. Furthermore, the pace of operations is very high with the computer. In this way, time is earnings. The other gains, when considering the cost of experimental findings arises. Instead of the costly experimental studies, thanks to computer modeling results of which the less expensive can be reached.In recent years, with the development of trade relations between overseas countries, has increased interest in maritime transport. Therefore, container transport is preferred to move goods quickly and safely transport. This is to cause increasing the intensive at the ports. Rubber tyred container stacking crane, containers to be loaded on ships, taken from vehicles and stacking neatly to stacked block and eliminating this intensity at ports, plays a leading role.In this study, rubber tyred container stacking crane which is used in ports is considered. Firstly, forces and moments effected on crane, strength, motor powers and buckling of legs are determined. Afterward, all elements of container stacking crane is modeled. Stress and displacement analysis of crane bridge and buckling analysis of the legs were performed. These analysis have been compared with the calculations.ANSYS Workbench program has been used to perform the finite element method. In addition, rubber tyred container stacking crane has been modeled by using Autodesk INVENTOR 2010 program. All calculations were made via parametric Mathcad program. This counting, when any value is changed, other values will be changed depending on these values and calculations are not repeated over and over again. However, a new design can be easily amended and achieve results for this program. When we examine the results, deformation formed on crane system is not significant when considering geometric dimensions of model and it was observed that the stress values remain under the yield strength of the steel. In this study, the new possibilities and the gains of finite element method over conventional calculation methods on rubber tyred container stacking crane design were considered.