Perno Grubunun Yapısal Analizi

Perno hesabı bu zaman kadar deneme yanılma yoluyla yapılmıĢtır. Gerekli olan perno çapının tespiti klasik mukavemet yöntemleriyle ve uzun süre zarfında elde edilmekteydi. Pro-mechanica‟ nın sensitivity design study özelliği sayesinde ilk etapta kabul edilen bir perno çapında yapılan analize göre perno çapının değiĢimine bağlı olarak gerilme değiĢimini grafiksel olarak ifade edebilmektedir. Bu özellik sayesinde hem maliyetler açısından zamandan tasarruf edildi hem de en uygun çap belirlendi.

Anabom –kırma bom bağlantı pernosu:

Kırma bom ve anabomun analizleri ardından belirlenen geniĢliklerine göre bağlantı pernosunun boyu tespit edildi ( L= 385mm). Çapının belirlenebilmesi için Excel de yapılan hesap formatı yardımıyla sistemin maksimum toplam momentte son mekanikte kaldırdığı yüke göre oluĢan tepki kuvvetleri ilk olarak pro-mechanica da seçilen bir çapta Ø 40mm perno üzerine verilerek gerekli sınır Ģartlara göre analizi yapıldı.

Perno malzemeleri Ç 1040 (_AK=350 N/mm2 )

Görüldüğü gibi Tablo 3.9. da deneme yanılma yoluyla çapı Ø68 mm olarak tespit edilen pernonun

Kesmeye karĢı emniyeti s: 4,744

Eğilmeye karĢı emniyeti s:1,344 olarak bulunmuĢtur.

Bu değerleri referans alarak gerekli perno çapını Pro-engineer yoluyla tespit edildi.

ġekil 4. 61. Anabom-kırma bom pernosu (Ø40 mm ) analiz sonuçları Max gerilme değeri 732 N/mm2

olarak görülmektedir. Perno malzemeleri Ç1040 için ( _AK=350 N/mm2 ) için kabul edilebilir gerilme değeri değildir.

s : 350/732 =0,478

Pro-mechanica‟ nın sensitivity design study özelliği kullanılarak perno çapının değiĢimine bağlı olarak gerilme değiĢimini grafiksel olarak ifade edilmiĢtir( Ģekil 3.83). Bu özellik sayesinde hem maliyetler açısından zamandan tasarruf edildi hem de en uygun çap belirlendi

ġekil 4. 62. Anabom-kırma bom pernosu çap-gerilme değiĢimi grafiği pro- mechanica

ġekil 4. 63. Anabom-kırma bom pernosu çap-gerilme değiĢimi grafiği Excel ‟e export edilmiĢ hali

Grafikler perno çapının Ø30 mm‟den baĢlayıp Ø90 mm‟ye kadar maksimum gerilmedeki değiĢimi göstermektedir. Grafikten perno çapı büyüdükçe maksimum gerilmenin de aynı oranda küçüldüğü görülmektedir.

Emniyet s: 1,5 için eğ

 =350/1,5 = 233,3 N/mm2 olmalıdır. Buna göre grafiği oku isek Perno çapı Ø60 mm için max gerilme 312 N/mm2

civarıdır. Perno çapı Ø70 mm için max gerilme 205 N/mm2

civarıdır.

Buradan Ø70 mm‟ nin seçilmesi mantıklı olandır fakat standart perno çaplarınıda göz önünde bulundurmak gereklidir. Her çapta perno imalatı yapmak gereksizdir.

Standart perno çapları sırasıyla

Ø30, Ø40, Ø53, Ø58, Ø63, Ø68, Ø73, Ø78, Ø83, Ø88, Ø93, Ø98, Ø108, Ø118 dir.

Ø63 mm seçilirse max =260 N/mm 2

yüksek bir değerdir.

Ø73 mm seçilirse _max =185N/mm2 gereksiz yere büyük perno seçilmiĢ olacaktır.

Ġkisinin ortası olan

Ø68 mm seçilir. max =218 N/mm 2

Emniyet s: 350/218 =1,6 uygundur. Böylece perno boyutlandırılmıĢ olmaktadır.

Ayrıca aynı perno programın optimizasyon özelliği kullanarak boyutlandırıldı. Programın optimizasyon özelliğini kullanarak parça boyutlandırma uzun zaman aldığı için fazlaca kullanıĢlı değildir.

Ġlk olarak neyi optimize edeceğimize karar vermemiz gerekmektedir. Amacımız max gerilmeyi belirlediğimiz dizayn limitlerinin altında tutmak

max

 =350/1,5 = 233,3 N/mm2

aĢmamalıdır. DeğiĢkenimiz ise pernonun çapıdır.

Bu sınır değerler ve değiĢkenleri programa sırasıyla aktarıp analizi gerçekleĢtirdik.

Amaç: Max gerilmeyi minimize etmek. Dizayn limiti : max= 233,3 N/mm

2_{‟ ye yakın bir değer olsun}

DeğiĢken Perno çapı: Ø30mm- Ø90mm arasında optimum çap belirlensin Sabit: perno uzunluğu l=385 mm dir.

Tüm bu iĢlemler ardından optimizasyon gerçeklileĢtirilmiĢtir.

Optimizasyon sonuçları grafiksel olarak aĢağıda verilmiĢtir. Ayrıca optimizasyon esnasında yaptığı tüm iĢlemler ve iterasyonlar programın result report kısmından görülebilmektedir.

Optimizasyon sonuçlarının birde grafiksel olarak görelim.

ġekil 4. 66. Anabom-kırma bom pernosu optimizasyon grafiği Excel ‟e export edilmiĢ hali

Ek-1‟ de bu optimizasyonun detaylı result report‟u verilmiĢtir. Biraz inceler isek anabom kırma bom perno optimizasyonu 17:59 start

Optimization Convergence Tolerance: 2 %

Optimizasyon sonucunun verilen değerden 0.02 sapma yapmasına izin verdiği anlamına gelmektedir.

Maximum Number of Optimization Iterations: 10 Maxsimum iterasyon sayısın belirtmektedir. Analiz sonucunda

Parameters:

Pim Diameter 65.1659 Status of Optimization Limit: 1

max_stress_vm 2.2972e+02 = 2.3330e+02 (satisfied within tolerance) Değerlerine ulaĢmıĢtır.

Resource Check (18:12:31) Elapsed Time (sec): 753.02

CPU Time (sec): 113.06 Memory Usage (kb): 218676 Wrk Dir Dsk Usage (kb): 35840 Best Design Found:

Parameters:

Pim Diameter 65.1659 Goal: 2.2972e+02

Görüldüğü gibi pro-mechanicanın sensitivity design study özelliği ile elde edilen değerlere çok yakın değerler elde edildiği için bu kadar zorluk çekmenin optimizasyon yaparak zaman kaybının anlamı yoktur.

4.4.6. 6. Hidrolik Uzatma Kulağı Yapısal Analizi

Excel de yapılan hesap formatı yardımıyla sistemin son mekanikte kaldırdığı yüke göre uzatma silindirleri ve kulaklarına gelen yüklerin belirlenmesi ardından bu kuvvetler sonlu analiz yapabilen bir programa aktarılıp gerekli sınır değerler verilerek silindir ve

kulak analizleri yapılmıĢtır. Analiz sonuçları Excel deki klasik hesaplarla karĢılaĢtırılmıĢtır.

Hidrolik uzatma silinidir borusu malzemesi St 52-3 malzemeden (AK₌₃₅₀ N/mm2)

Hidrolik uzatma silinidir rot malzemesi ck 45 malzemedir.(AK_{=350 N/mm2)} Hidrolik uzatma silinidir maksimum basıncı : 255 bar =

Hidrolik uzatma silinidir bağlantı kulağı malzemesi : S690 QL (AK_{=690 N/mm2)}

6.Uzatma silindir bağlantı kulağı

ġekil 4. 67. 6. Uzatma silindir bağlantı kulağı analizi

Kulak malzeme kalınlığı 8 mm S 690 olmasına rağmen görüldüğü gibi maksimum gerilme kulak ön kısmında boma kaynaklı olan yerde meydana gelmiĢtir ve değeri 362 N/mm2 dir. Bu değer yeterlidir. Emniyet değeri

Excel hesaplarıyla uyuĢmamasının temel sebebi kulak üzerinde en fazla zorlanan bölgenin belirlenememesi ve bu kısmın tam kesitinin bilinememesi nedeniyle Excel hesapları kulaklar konusunda yanıltıcıdır. Bu yüzdendir ki sonlu elemanlar analizi yapabilen bir program kullanılmıĢtır.

6.Uzatma silindir taĢıyıcı kulağı

ġekil 4. 68. 6.Uzatma silindir taĢıyıcı kulağı analizi

6. uzatma silindir taĢıyıcı kulağı malzeme kalınlığı 8 mm S 690 olmasına rağmen görüldüğü gibi maksimum gerilme kulak alt kısmında meydana gelmiĢtir ve değeri 418 N/mm2 dir. Bu değer yeterlidir. Emniyet değeri

4.4.7. 6. Hidrolik Uzatma silindiri Yapısal Analizi

ġekil 4. 69. 6.Uzatma silindiri ölçüleri

Excel de yapılan hesap formatı yardımıyla sistemin toplam momentte son mekanikte kaldırdığı yüke göre 6 uzatma yükünün belirlenmesi ardından bu yükü geri çekebilecek silindir ve rot çapları belirlenmiĢtir. Belirlenen bu silindir ve rot çaplarıyla sistemde görülen basınç değerleriyle silindiri borusunun yapısal analizi gerçekleĢtirilmiĢtir.. Analiz sonuçları Excel deki klasik hesaplarla karĢılaĢtırılmıĢtır

Р = 255 bar = 25,5 N/mm2 ds= 70 mm Ds = 85 mm dr = 45 mm ts = 7,5 mm Gerilme Kontrolü  = P * ds / 2 * ts  = 25,5 * 70 / 2 * 7,5 =  = 119 N/mm² s = AK /  = 350 / 119 = 2,94 2428 5044 Ø70 Ø85 7.5 Ø50

analizlerin kısa sürmesi açısından silindir Ģekil olarak simetrik olduğu için silindir borusun yarısına gerekli mesnetler ve basınç verilerek analizleri yapılmıĢtır.

ġekil 4. 70. 6.Uzatma silindir borusu analizi

Yapılan analiz sonucunda maksimum gerilmenin 166 N/mm2 _olduğu görülmektedir. Maksimum Ģekil değiĢimi ise 0,179mm dir. Her iki değerde kabul edilebilir değerlerin çok altındadır.

s = AK /  = 350 / 166 = 2,11

Amprik yöntemlerle bulunan değerlere yakın değerler olmasına rağmen aradaki fark programın basınçtan dolayı silindir içindeki keskin köĢelerde gerilme yığılmalarını bölgesel dağıtmadığı için analiz sonuçları klasik metotlarla bulunan gerilme değerinden % 26 daha fazladır.