Sistem Dinamiği. Bölüm 4-Mekanik Sistemlerde Yay ve Sönüm Elemanı. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Benzer belgeler
Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Sistem Dinamiği. Bölüm 9- Frekans Domeninde Sistem Analizi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

RİJİT CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ: ENERJİNİN KORUNUMU

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Sistem Dinamiği. Bölüm 2- Dinamik Cevap ve Laplace Dönüşümü. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Mekanik. Mühendislik Matematik

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

İŞ : Şekilde yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvveti görülmektedir. Parçacık A noktasından

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

Sistem Dinamiği. Bölüm 6. Elektrik ve Elektromekanik Sistemler. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

MEKANİK TİTREŞİMLER ve İZOLASYONU (Teorik Açıklamalar ve Uygulamalar)

DİNAMİK Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

1) Bir sarkacın hareketini deneysel olarak incelemek ve teori ile karşılaştırmak. 2) Basit sarkaç yardımıyla yerçekimi ivmesini belirlemek.

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 2. Çalişma Soruları / 21 Ekim 2018

DİNAMİK - 1. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

BURULMA (TORSİON) Dairesel Kesitli Çubukların (Millerin) Burulması MUKAVEMET - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor

Burulma (Torsion): Dairesel Kesitli Millerde Gerilme ve Şekil Değiştirmeler

Sistem Dinamiği. Bölüm 1- Sistem Dinamiğine Giriş. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Sistem Dinamiği. Bölüm 5-Blok Diyagramlar, Durum-Değişken Modelleri ve Simülasyon Metodları. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu

T.C. SÜLEYMAN DEMĐREL ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK FAKÜLTESĐ MAKĐNE MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

Kuvvet ve Tork Ölçümü

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

EKSENEL YÜKLERDEN OLUŞAN GERILME VE ŞEKİL DEĞİŞİMİ Eksenel yüklü elemanlarda meydana gelen normal gerilmelerin nasıl hesaplanacağı daha önce ele

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

Bölüm 9: Doğrusal momentum ve çarpışmalar

MEKANİK TİTREŞİMLER. Doç. Dr. Mehmet İTİK

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

Dinamik. Fatih ALİBEYOĞLU -8-

29. Düzlem çerçeve örnek çözümleri

KİNETİK ENERJİ, İŞ-İŞ ve ENERJİ PRENSİBİ

Hareket Kanunları Uygulamaları

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ HAREKET

İÇİNDEKİLER xiii İÇİNDEKİLER LİSTESİ BÖLÜM 1 ÖLÇME VE BİRİM SİSTEMLERİ

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

Burulma (Torsion) Amaçlar

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

elde ederiz. Bu son ifade yeniden düzenlenirse,

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

Gerçekte yükler yayılı olup, tekil yük problemlerin çözümünü kolaylaştıran bir idealleştirmedir.

1.Seviye ITAP 24_30_Aralık_2012 Deneme Sınavı Dinamik IX Dönme Dinamiği _Sorular

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

Tanım: Boyuna doğrultuda eksenel basınç kuvveti taşıyan elemanlara Basınç Çubuğu denir.

Doç. Dr. Muhammet Cerit Öğretim Üyesi Makine Mühendisliği Bölümü (Mekanik Ana Bilim Dalı) Elektronik posta ( ):

Potansiyel Enerji. Fiz Ders 8. Kütle - Çekim Potansiyel Enerjisi. Esneklik Potansiyel Enerjisi. Mekanik Enerjinin Korunumu

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 DAİRESEL HAREKET Bölüm 2 İŞ, GÜÇ, ENERJİ ve MOMENTUM

Burulma (Torsion): Dairesel Kesitli Millerde Gerilme ve Şekil Değiştirmeler

İ çindekiler. xvii GİRİŞ 1 TEMEL AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ BERNOULLİ DENKLEMİ 68 AKIŞKANLAR STATİĞİ 32. xvii


Titreşim Deney Düzeneği

2. POTANSİYEL VE KİNETİK ENERJİ 2.1. CİSİMLERİN POTANSİYEL ENERJİSİ. Konumundan dolayı bir cismin sahip olduğu enerjiye Potansiyel Enerji denir.

MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ (STATİK)

GÜÇ-TORK. KW-KVA İlişkisi POMPA MOTOR GÜCÜ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

Newton un ikinci yasası: Bir cisim ivmesi cisim üzerine etki eden toplam kuvvet ile doğru orantılı cismin kütlesi ile ters orantılıdır.

Fizik 101-Fizik I

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

STATIK VE MUKAVEMET 4. Ağırlık Merkezi. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü (1. ve 2.Öğretim / B Şubesi) MMK208 Mukavemet II Dersi - 1. Çalışma Soruları 23 Şubat 2019

YAPI STATİĞİ MESNETLER

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

MAK585 Dinamik Sistemlerin Modellenmesi ve Simülasyonu

MUKAVEMET FATİH ALİBEYOĞLU

ATALET MOMENTİ. Amaçlar 1. Rijit bir cismin veya rijit cisim sistemlerinin kütle atalet momentinin bulunması.

2 = t V A = t

Fizik 101: Ders 18 Ajanda

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FİZİK-1 LABORATUVARI DENEY RAPORU

Karadeniz Teknik Üniversitesi

Fizik 101: Ders 11 Ajanda

Karadeniz Teknik Üniversitesi

İş-Kinetik Enerji, Potansiyel Enerji, Enerji Korunumu

MÜHENDİSLİK YAPILARI ÇERÇEVELER VE MAKİNALAR

DENEY 2. Statik Sürtünme Katsayısının Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

KKKKK. Adı Soyadı : Numarası : Bölümü : İmzası : FİZİK I

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Genel Laboratuvar Dersi Eğilme Deneyi Çalışma Notu

Fizik-1 UYGULAMA-7. Katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönmesi

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ (Kinetik Enerji)

3. KUVVET SİSTEMLERİ

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

Mukavemet-II. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Transkript:

Sistem Dinamiği Bölüm 4-Mekanik Sistemlerde Yay ve Sönüm Elemanı

Sunumlarda kullanılan semboller: El notlarına bkz. Yorum Bolum No.Alt Başlık No.Denklem Sıra No Denklem numarası YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 2

Bölüm 4 içeriği: Yay elemanları Kütle-Yay sisteminin modellenmesi Enerji Yöntemleri Sönüm (Damping) Elemanları Ek Modelleme Soruları Çarpma ve Impuls Cevapları MATLAB Uygulamaları YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 3

Giriş: Bölüm 3 te rijit cisimleri inceledik. Bu bölümde deforme olan veya deforme olmuş bir elemanla diğer cisimlere bağlantı yapılma durumlarını inceleyeceğiz. Deforme olan eleman direnç kuvvetini ortaya çıkarır veya biriktirir. Bu kuvvet yerdeğiştirmenin bir fonksiyonu olarak temsil edilebilir. Bu elemana ise yay veya elastik eleman denir. Deforme olan eleman direnç kuvvetini ortaya çıkarır veya biriktirir. Bu kuvvet hızın bir fonksiyonu olarak temsil edilebilir. Bu elemana ise sönümlenme veya sönüm elemanı denir. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 4

4.1. Yay (spring) elemanı: YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 5

Elemanın elastik olması yada olmaması(büyük kuvvet etkisi) Birçok uygulamada dönel yaylar kullanılır Amaç kuvvetin depo edilmesidir. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 6

4.1.1. Kuvvet-Sıkışma veya sapma (deflection) İlişkisi: Yayın sıkışması veya açılması sapma (deflection) olarak adlandırılır. Bu hareket lineer kuvvet - sapma modeli ile açıklanır. Şekil 4.1.1 4.1.1 k: yay katsayısı veya esneklik(stiffness). Her zaman pozitiftir. Birimi: lb(pound)/ft(foot), N/m Hooke Kanunu olarak bilinir. (Robert Hooke, 1635-1703) n: Sarım sayısı G: Elastiklik kayma modülü d: Kablo çapı R: Sargı yarıçapı YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 7

4.1.3. Yay katsayısının analitik belirlenmesi: Yay katsayısı elemanın geometrisi ve malzeme özelliklerinden belirlenir. Bu malzeme mekaniği alanı ile ilgilidir. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 8

Tablo 4.1.1. Yay katsayıları: 9

4.1.4. Torsiyonal (burulma) yay elemanı: Silindirdeki burulma hareketi torsiyon olarak adlandırılır. 4.1.2 Şekil 4.1.5 kt: torsiyonal yay katsayısı (Nm/rad) YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 10

11

4.1.5.Seri ve paralel yay elemanları: PARALEL YAY Eğer sistem statik dengede ise Eşdeğer sistem şekil 4.1.7 (b) Eşdeğer yay katsayısı Şekil 4.1.7 Her iki yayda aynı yerdeğiştirmeye maruz kalacak Formül 4.1.3 teki gibi genişletilebilir 4.1.3. 12

4.1.5.Seri ve paralel yay elemanları: SERİ YAY Eğer yaylar uç uca bağlandı veya seri şekilde bağlandı ise toplam yer değiştirme: Şekil 4.1.8 4.1.4 Seri elemanlar aynı tork veya kuvvete, paralel elemanlar aynı yerdeğiştirmeye maruz kalır. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 13

Örnek 4.1.3. 14

Örnek 4.1.5. Çözüm: Şekil 4.1.11 Yataydaki yer değiştirmenin yeterince küçük olduğunu kabul ediniz. 15

4.1.6. Nonlineer yay elemanı Şekil 4.1.12 Şekil 4.1.12 16

Sert ve yumuşak nonlineer yay elemanları a) sertleşen yay elemanı b) yumuşayan yay elemanı Şekil 4.1.13 17

4.2. Kütle-yay sistemlerinin modellenmesi YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 18

4.2.1. İdeal ve gerçek yay elemanları Yay elemanları rijit değildir ve kütleleri vardır. Kütle-yay sistem modellemede en büyük problem bir veya daha fazla rijit cisim ile bunun nasıl yapılacağıdır. Buradaki yaklaşımlardan biri yayın kütlesini ihmal etmektir. Ancak buradaki en sağlıklı yaklaşım nesne ve yayın kütlelerinin bilinmesi yolu ile bu ihmalin yapılmasıdır. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 19

4.2.2. Geometri ve yayın serbest uzunluğunun etkisi: Şekil 4.2.1 4.2.1. 20

4.2.3. Yerçekimi etkisi Şekil 4.2.2 :Statik yay sapması 0 21

4.2.4. Koordinat referansı olarak denge konumunun seçimi: Şekil 4.2.3 (Statik kuvvet terimi eşitlikten çıkarılmamıştır.) 22

Kütle-yay sisteminde statik sapma Şekil 4.2.4 23

Kütle-yay modeli için koordinat doğrultusu seçimi Şekil 4.2.5 Şekil 4.2.5. teki tüm durumlar için YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 24

Kütle-yay sisteminin bir harici kuvvet ile modellenmesi: Şekil 4.2.6 25

4.2.5. Hareket eşitliğinin çözümü: 4.2.2 4.2.3 26

Örnek 4.2.1 (Kiriş titreşimi) Şekil 4.2.7 Sistem doğal frekansını bulunuz. Kiriş kütlesini ihmal ederek ideal yay gibi modelleyiniz. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 27

Çözüm 4.2.1. 28

Örnek 4.2.2 (Torsiyonal yay) Teta açısından hareket eşitliğini bulunuz ve doğal frekansı hesaplayınız. Bağlantı elemanı(çubuk) ataletini ihmal ederek ideal torsiyonal yay olarak kabul ediniz. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 29

8b 30

Örnek 4.2.3(rampa üzerindeki silindir) x koordinatı açısından hareket eşitliğini bulunuz. Kütle merkezinde silindir ataleti I dır. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 31

Çözüm 4.2.3. 32

Çözüm 4.2.3. 33

4.2.6.Yerdeğiştirmeye neden olan girişler ve yay elemanları Şekil 4.2.10 34

4.2.7.Basit harmonik hareket: Basit harmonik hareket 4.2.3 4.2.4 YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 35

Basit harmonik hareket için ivme, hız, yerdeğiştirme profili Şekil 4.2.11 36

4.2.8.İki veya daha fazla kütleli sistemler: Örnek 4.2.4 Şekil 4.2.12 37

4.3. Enerji Metodları: Bir yay tarafından oluşturulan kuvvet konservatif kuvvettir. Eğer yay lineer ise kuvvet f=-k.x şeklinde verilir. Böylece potansiyel enerji lineer bir yay için; 4.3.1 YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 38

Eğer bir yay buruldu ise bu torsiyonal yay M kadar bir moment üretir. Eğer yay lineer ise M=k T.Teta dır. Burada teta burulma açısıdır. İş bu yay tarafından yapılır ve yayda depolanan potansiyel enerji: 4.3.2. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 39

Yatay düzlem: Enerjinin korunumu yasasından: =Sabit T: Kinetik en. V: Potansiyel en. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 40

Düşey düzlem ve yerçekimi etkisi: Vs: yayın potansiyel enerjisi Vg: Yerçekiminden kaynaklı potansiyel enerji Not: y nin yönü aşağıya doğru pozitif olduğundan yer çekimi etkisi negatif olarak alındı 41

Örnek 4.3.1(Kuvvet izolasyon sistemi) Maksimum yay sıkışması ve maksimum iletilen kuvveti a)w=64n ve b)w=256n için hesaplayınız. k 1 =10 4 N/m k 2 =1.5x10 4 N/m d=0.1 m Şekil 4.3.2 h=0.5 m YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 42

43

44

45

4.3.1. Hareket eşitliğinin elde edilmesi: Kütle-yay sisteminde sürtünme ve sönüm ihmal edilerek, sıklıkla enerjinin korunumu prensibi kullanılarak, hareket eşitliği elde edilebilir. Basit harmonik hareket için hareket eşitliği elde edilmeksizin titreşim frekansı bulunabilir. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 46

Örnek 4.3.2. Kütle-yay sisteminin hareket eşitliği: Enerjinin korunumu prensibinden hareket eşitliğini bulunuz. 47

4.3.2. Rayleigh Metodu: Basit harmonik harekette, denge noktası x=0 da, kinetik enerji maksimum potansiyel enerji minimumdur. Yerdeğiştirme maksimum olduğunda potansiyel enerji maksimum, kinetik enerji 0 olur. Enerjinin korunumu yasasından Rayleigh Metodu YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 48

49

Örnek 4.3.3. Rayleigh metodunu kullanarak şekildeki silindirin doğal frekansını bulunuz. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 50

Çözüm 4.3.3. 51

Çözüm 4.3.3. 52

Örnek 4.3.4 (Bir süspansiyon sisteminin doğal frekansı) Şekilde bir arabanın ön tekerleğinin süspansiyonu görülmektedir. L1=0,4 m, L2=0.6m, k=3.6x104 N/m, arabanın ağırlığı 3500N dur. Süspansiyonun doğal frekansını yatay hareket için hesaplayınız. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 53

Çözüm 4.3.3. 54

4.3.3. Elastik elemanların eşdeğer kütlesi: Şekilde görülen sistemde eleman kütleleri ya bağlı olan m kütlesi yanında ihmal edilir yada kütleye dahil edilir. Dahil edilmiş kütleye elemanın eşdeğer kütlesi denir. Şekil 4.3.6 (a) Bunu sistemin toplu parametreli bir modelini elde edebilmek için yaparız. Rijit gövdeli cisimler için bunu Bölüm 3 te, kinetik enerji eşitliğini kullanarak yapmış idik. Çünkü kütle enerji eşitliği ile ilgili bir parametre idi. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 55

Örnek 4.3.5. Eksenel uygulanan kuvvet ile çubuk geriliyor. Çubuğun eşdeğer kütlesini hesaplayınız. Şekil 4.3.6 (b) YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 56

Çözüm 4.3.5. 6 6 57

Tablo 4.3.1. Ötelemeli sistemler için eşdeğer kütle ve atalet 58

Tablo 4.3.1. Dönel sistemler için eşdeğer kütle ve atalet 59

Örnek 4.3.6. Sabitlenmiş kirişin eşdeğer kütlesi Şekil 4.3.7 Kiriş iki noktadan sabitlenmiştir. Motor hareketi ile motor dönel hızına eş olarak oluşan bir frekansta motor dengesizliği bir f kuvveti oluşturuyor. Frekans doğal frekansa yaklaşırsa kirişin hareketi aşırı olarak kirişin bozulmasına yol açabilir. Motorkiriş sisteminin doğal frekansını bulunuz. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 60

Çözüm 4.3.6. 61

Örnek 4.3.7. Sabitlenmiş torsiyonal titreşim I 1 ataleti I 2 ataletli iki şafta bağlanmıştır. T 1 kadar bir tork uygulanıyor. a)hareket eşitliğini bulunuz. b)sistemin doğal frekansını I 1 5cm çaplı ve 3 cm uzunluğunda ise, silindir şaftları 2 cm ve çaplı ve 6 cm uzunluğunda ise bulunuz. (Üç silindir için malzeme özellikleri: çelik, G=1.73x10 9 ve yoğunluk=15.2) YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 62

Çözüm 4.3.7(a) 63

Çözüm 4.3.7.(b) 64

4.4. Sönüm (damping) elemanları: YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 65

Sönüm elemanı hıza karşı direnç gösterir. Damperler, akışkan içeren silindirler örnek olarak verilebilir. Değişken hızda direnç etkisi ortaya çıkar. Şekil 4.4.1 YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 66

4.4.1. Kapı damperleri: Şekil 4.4.2 67

Dönel damper Şekil 4.4.3 Dönel Damper 68

4.4.2 Şok emiciler: Hidrolik dikme (oleo strut): geri tepme sıkışma Şekil 4.4.4 Şekil 4.4.5 Şekil 4.4.6 YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 69

4.4.3. İdeal Damperler: İdeal damper elemanı kütlesiz kabul edilir. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 70

4.4.4. Damper elemanının temsili: Lineer damper modeli: 4.4.1 sönüm(damping) katsayısı:ns/m hız Sönüm kuvveti her zaman relatif hızın tersidir. 4.4.2 YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 71

Ötelemeli ve dönel tip sönüm elemanları: genel gösterim torsiyonal tip viskos sürt. meydana gelen rulmanlar torsiyonal sönüm katsayısı açısal hız Nms/rad 72

4.4.5. Kütle-sönüm sisteminin modellenmesi: Örnek 4.4.1. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 73

74

Çözüm 4.4.1. 75

Örnek 4.4.2. 76

Çözüm 4.4.2. 77

Örnek 4.4.3.(Kütle-yay-sönüm sistemi) Şekil 4.4.10 (a) 78

Çözüm 4.4.3. Şekil 4.4.10 (b) 79

Örnek 4.4.4. (Sönüm etkisi) Çözüm: YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 80

81

82

Şekil 4.4.11 83

Örnek 4.4.5: (yay ve sönüm bağlantılı sistem) Transfer fonksiyonunu bulunuz ( X(s)/F(s) ) Free body diagram of system 84

Çözüm 4.4.5: 85

Tartışma: 86

4.4.6. Sönüm elemanları ile giriş hareketi Şekil 4.4.13 Hız girişli sistem 87

Örnek 4.4.6. (inceleyiniz) Şekil 4.4.14 Hareket eşitliğini bulunuz 88

Çözüm 4.4.6. 14 89

14 90

4.5.1. Girişin türevi ile basamak cevabı: transfer fonksiyonu: pay dinamikleri 4.5.1. 4.5.2. direk damper üzerine etki ile yerdeğiştirme varsa ortaya çıkar Şekil 4.5.12 YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 91

Sabit giriş ile step girişin karşılaştırılması: 92

93

4.6. Çarpışmalar ve Impuls Cevabı YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 94

Impulsif bir girişin gücü o giriş eğrisinin altındaki alan ile hesaplanır. Dirak delta fonksiyonu alanı 1 olan bir fonksiyondur. Kısa süreli ortaya çıkan çarpışmaların için çok kullanışlı bir fonksiyondur. Mesela iki cismin çarpışması gibi. Sistem parametrelerinin deneysel olarak tahmini için kullanılabilir. Ayrıca süreksiz fonksiyonların etkisinin analizi için de etkilidir. YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 95

96

4.6.1. Başlangıç koşulları ve Impuls Cevabı Impuls momentum prensibi(sabit kütle durumu): integral 4.6.1. Mekanik alanında kuvvet-zaman eğrisi altında kalan alan lineer impuls olarak adlandırılır. Lineer impuls, lineer kuvvetin gücüdür. Ancak bir kuvvet lineer impuls üretmek için impulsif olmak zorunda değildir. Eğer ise 4.6.2. impulsif kuvvet YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 97

Örnek 4.6.1. Elastik olmayan çarpışma Şekil 4.6.1 98

Çözüm 4.6.1. 99

İnceleyiniz 100

101

Örnek 4.6.2. (Tam elastik çarpışma) İnceleyiniz YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 102

Çözüm 4.6.2. 103

104

4.7. MATLAB Uygulamaları: YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 105

Bölüm 4 Özeti: Elastik kütlesiz ideal yay elemanlarının modellenmesi Elastik kütlesiz ideal sönüm elemanlarının modellenmesi Yay ve sönüm elemanı içeren sistemlerin hareket eşitliklerinin elde edilmesi Kütle-yay-sönüm sistemlerinin zorlanmış ve zorlanmamış cevaplarının elde edilmesi. MATLAB Uygulamaları YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 106

Gelecek Konu: Bölüm 5. Blok diyagramlar, durumdeğişken modeli ve simülasyon metodları YTÜ-Mekatronik Mühendisliği Bölüm 4 107

Referans: System Dynamics, William Palm III, McGraw-Hill Education; 3 edition (March 19, 2013)