Tel halat izolatörlerin dinamik davranış modellerinin karşılaştırmalı analizleri
Comparative analyses of the dynamic behavior models of wire rope isolators
Yazar: MERVE ŞAHBAZ
Danışman: DOÇ. DR. HASAN BASRİ ULAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sistemlerin istenen ömürleri boyunca güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak için bir süspansiyon sistemi gereklidir. Bu yüksek lisans tezinde, tel halat izolatörünün titreşim sönümlemesi incelenmiştir. Tel Halat İzalatörler (THİ); taşıdığı yüklerin ani değişimlerinin ve mekanik sistemlerin ürettiği ani ve yüksek dinamik davranışın ürüne hasar vermeden sönümlemenin gerekli olduğu yerlerde tercih edilen standartlaştırılmış makine elemanlarından birisidir. THİ, görev yapacağı mekanik sistemlerdeki değişken yüke, yükün dinamik davranışına bağlı olarak çok çeşitli tasarım ve imalat farklılıklarıyla üretildiğinden dolayı, ürün tasarımcısının doğru ve uygun THİ tipini belirlemesi gerekliliği, THİ dinamik davranışını temsil eden eşitliklerle görsel hale getirilerek tasarımcıya sunulmasını beraberinde getirmektedir.
Bu çalışmada; savunma, havacılık vb sektörlerindeki endüstriyel uygulamalarda yaygın kullanılan THİ dinamik davranışlarının analizleri yapılmış, ürün tasarımcısının doğru ve uygun tel halat izolatörünü tespit etme sürecinde dikkate alması gereken dinamik davranış göstergelerini grafik ortama aktarılmış ve seçim sürecinde tasarımcının kıyaslamalı tercih yapabilmesini sağlayan yeni bir prosedür oluşturulmuştur. Prosedür sayesinde ürün tasarımcısı sadece doğru THİ seçmekle kalmamış aynı zamanda her farklı izolatörün dinamik davranışını sayısal ve/veya oranlara bakarak değil bizatihi görsel çıktılarla değerlendirmesi imkânı getirilmiştir.
200 kN üzerindeki aşırı yüklerin çok ani dinamik değişimlerini sönümlenmesinin gerekli olduğu tasarımlarda helisel tipi tel halat izolatörün ihtiyacı öncelikle karşılayabilir yapıda olduğu; 10-50 kN aralığındaki ani değişim gösteren yüklerin sönümlenmesinde polikal tipi tel halat izolatörlerin ve 100 kN altında kalan ve ani değişim gösteren dinamik yüklerin sönümlenmesinde ise yarım helezon tipi tel halat izolatörlerin öncelikle tercih edilmesinin gerekli olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
A suspension system is required to ensure that systems operate safely throughout their intended lifespan. This master's thesis investigates the vibration-damping properties of wire rope isolators. Wire Rope Isolators (WRIs) are standardized machine components commonly used in applications where the sudden changes in loads and the abrupt and high dynamic behaviors generated by mechanical systems need to be mitigated without causing damage to the product. Due to the wide range of design and manufacturing variations associated with WRIs dependent on the variable loads and dynamic behavior of the mechanical systems they serve, product designers must identify the correct and suitable type of WRI. This necessity calls for the dynamic behavior of WRIs to be represented through equations and presented visually to assist designers in their selection process.
This study analyzed the dynamic behaviors of WRIs, which are widely used in industrial applications within sectors such as defense and aerospace. Indicators of dynamic behavior that designers must consider when selecting the appropriate wire rope isolator were transferred to a graphical medium, and a novel procedure was developed to enable designers to make comparative choices during the selection process. Through this procedure, not only are designers able to select the correct WRI, but they are also provided with the opportunity to evaluate the dynamic behavior of different isolators using visual outputs rather than relying solely on numerical data or ratios.
It was determined that helical-type wire rope isolators are particularly suitable for applications requiring damping sudden dynamic changes in extreme loads exceeding 200 kN. For damping sudden load changes within the range of 10–50 kN, polycal-type wire rope isolators are recommended, while semi-helical-type wire rope isolators are preferable for applications involving dynamic loads under 100 kN with sudden variations.