TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Benzer belgeler
TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ

TALAŞLI İMALATTA KESİCİ TAKIMLARIN KIRILMA ÖNCESİ DAVRANIŞLARININ SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE ANALİZİ

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Kaynaklanmış Farklı Çeliklerin Yorulma ve Kırılma Analizlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Gerçekleştirilmesi

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

Makine Elemanları I Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel bilgiler-flipped Classroom Akslar ve Miller

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 9 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

MMU 420 FINAL PROJESİ

Karayolu Köprülerinin Modal Davranışına Kutu Kesitli Kiriş Şeklinin Etkisi Doç. Dr. Mehmet AKKÖSE

UÇAK GÖVDE PANELLERİNDE AKUSTİK YÜKLEME ALTINDA OLUŞAN GERİLMELERİN İSTATİSTİKSEL ENERJİ ANALİZİ İLE İNCELENMESİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

DEĞİŞİK KESİTLİ PROFİL MALZEMELERDEKİ DOĞAL TİTREŞİM FREKANSLARININ ÖLÇÜLMESİ VE HESAPLANMASI

KADEMELENDİRİLMİŞ KÖPÜK MALZEMELERİN SANDVİÇ KİRİŞİN DARBE DAVRANIŞINA ETKİSİ

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

MMU 420 FINAL PROJESİ. 2015/2016 Bahar Dönemi. Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

ANALİTİK MODEL GÜNCELLEME YÖNTEMİ KULLANILARAK KÖPRÜLERİN HASAR TESPİTİ

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

HARAKETLİ YÜK PROBLEMİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 14 Sayı: 42 sh EKİM 2012

Zorlamalı Titreşim ş Testleri

ÇATLAKLI AIRFOIL KESİT ALANINA SAHİP TÜRBİN KANADININ TİTREŞİM ANALİZİ

Üzerinde birden fazla yay-kütle sistemi bulunan eksenel yük etkisi altındaki kirişlerin serbest titreşim analizi

SARSMA TABLASINA YERLEŞTİRİLMİŞ 3 KATLI HASARLI VE HASARSIZ ÇELİK YAPI MODELİNİN DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

BİR ASANSÖR KABİNİ SÜSPANSİYONU İÇİN DÜŞME ANALİZİ

DÜZ DİŞLİLERDE SÜRTÜNME KUVVETİNİN HASAR OLUŞUMU ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

MEKANİK TİTREŞİMLER ve İZOLASYONU (Teorik Açıklamalar ve Uygulamalar)

Prof.Dr. BEYTULLAH TEMEL

Hava Aracının Üzerinden Titreşim Kaynaklı Enerji Hasatı Çalışmaları

Shigley s Mechanical Engineering Design Richard G. Budynas and J. Keith Nisbett

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

2009 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI SINIF: 1 DÖNEM: GÜZ. Ders Kodu Dersin Adı T P K ECTS Ders Tipi

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI


TESTBOX Serisi Cihazlar ile Tarihi Bir Yapıda Kablosuz Yapısal Sağlık Takibi

Başlıca ANALİZ TİPLERİ. ve Özellikleri

Temel bilgiler-flipped Classroom Akslar ve Miller

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Öğrencilere bilgisayar destekli titreşim analizi yeteğinin kazandırılması

Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır.

Pnömatik Silindir Tasarımı Ve Analizi

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

Hibrit ve Çelik Kablolu Köprülerin Dinamik Davranışlarının Karşılaştırılması

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YANDAL EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

Statik ve Dinamik Yüklemelerde Hasar Oluşumu

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

KAPI KİLİTLERİ İÇİN SİLİNDİR TAKVİYE ELEMANI DİZAYNI ÖZET ABSTRACT

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

KOMPOZĐT VE SANDVĐÇ KĐRĐŞLERDEKĐ HASAR ŞĐDDETĐNĐN TĐTREŞĐM BAZLI ANALĐZLER VE YAPAY SĐNĐR AĞLARI ĐLE TESPĐTĐ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÇİFT ANADAL EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI

MUKAVEMET-I DERSİ BAUN MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ FİNAL ÖNCESİ UYGULAMA SORULARI ARALIK-2018

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Makine Elemanları I. Yorulma Analizi. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

MAK4061 BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM

Uzay Çatı Sistemlerinin ANSYS Paket Programı Kullanılarak Statik Analizi

İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

R 1Y kn R 1X R 1Z R 4Y R 3Y 4 R 4X R 3Z R 3X R 4Z. -90 kn. 80 kn 80 kn R 1Y =10 R 1X =-10 R 4Y =10 R 1Z =0 R 3Y =70 4 R 3X =-70 R 4X =0

UZUN AÇIKLIKLI BETONARME KARAYOLU KÖPRÜLERİNİN DEPREM GÜVENLİKLERİNİN HASARSIZ DİNAMİK DENEYSEL YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ: BİRECİK KÖPRÜSÜ ÖRNEĞİ

ÇOK KATLI BETONARME YAPILARIN DİNAMİK ANALİZİ

Sonlu Elemanlar Yöntemi İle EKG İşareti Benzetimi

TiN KAPLANMIŞ KESİCİ TAKIMLARDA GERİLME ANALİZİ VE TAKIM-TALAŞ ARA YÜZEYİNDEKİ SÜRTÜNME KATSAYISININ ETKİSİ

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

POMPALAR FLYGT SUMAK FLYGT POMPA

ARAÇ KAPI SIZDIRMAZLIK PROFİLLERİNDE KULLANILAN MALZEMELERİN SES İLETİM KAYBININ MODELLENMESİ VE DENEYSEL OLARAK DOĞRULANMASI

Silindirik Tornalama İşlemi İçin Yeni Bir Ultrasonik Sistem Tasarımı ve İmalatı

Ferroelektrik Mems Jiroskopun Sonlu Elemanlar Analizi İle Modellenmesi Ve Simulasyonu

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

DİŞLİ POMPA KAPAK KALINLIKLARININ BELİRLENMESİ

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

Makina Mühendisliği Bölümü Yüksek Lisans Programı Kılavuzu

Konu: Yüksek Hassasiyetli Yağ Keçelerinin Takviye Bilezik Kalıplarının Üretiminde Kullanılan Takım Çelikleri ve Üretim Prosesleri

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

BASINÇLI HAVANIN ENERJİSİNDEN FAYDALANILARAK GÜÇ İLETEN VE BU GÜCÜ KONTROL EDEN SİSTEMDİR.

PETEK YAPILI SANDVİÇ YAPILARDA KÖPÜK DOLGUNUN KRİTİK BURKULMA YÜKÜNE ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK TESPİTİ

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER II DERSİ

Titreşim Deney Düzeneği

BAL PETEĞİ SANDVİÇ KOMPOZİT YAPILARIN DİNAMİK ANALİZİ

Transkript:

www.teknolojikarastirmalar.com ISSN:1304-4141 Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2007 (1) 33-39 TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR Makale Farklı Malzemelerden Đmal Edilmiş Paletli Rotorun Titreşim Analizi Đ. Ucun, M. Çolakoğlu, S. Taşgetiren Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, 03200, Afyonkarahisar Özet Paletli kompresörler basınçlı hava üretiminde önemli bir yere sahiptir. Dönme ve basıncın etkisiyle paletli rotorlara değişik kuvvetler etki etmektedir. Bu kuvvetlerin etkisinde rotor statik ve dinamik zorlanmalara maruz kalmaktadır. Bu çalışmada, paletli kompresör rotor dökme demir, çelik, bakır ve pirinç malzemelerden modellenmiş ve sonlu elemanlar metodu ile dinamik analizleri yapılmıştır. Rotorun doğal frekans ve mod şekilleri modal analiz ile her bir malzeme için belirlenmiştir. Ayrıca, paletler üzerine gelen basınç kuvvetleri ve dönme hızı dikkate alınarak sönümlü harmonik analiz yapılmıştır. Bu analizde, malzemelerdeki frekans cevap sinyalleri elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Paletli Rotor, Titreşim, Doğal Frekans, Modal Analiz, Sonlu Elemanlar Metodu. 1.Giriş Basınçlı havayı sıkıştırmaya yarayan en önemli sistemlerden birisi kompresörlerdir. Günümüz endüstrisinde pistonlu, paletli, döner, vidalı gibi birçok kompresör kullanılmaktadır. Kompresörler mekanik enerjiyi basınç enerjisine dönüştürür. Paletli kompresörler, endüstrinin çeşitli kademelerinde genişçe kullanılmakta ve silindir içerisine yerleştirilmiş eksantrik bir rotordan meydana gelmektedir. Paletleri, rotor üzerinde bulunan kanallar içerisinde hareket etmektedir. Rotorlar genellikle çelik veya dökme demirden imal edilmekte ve kullanım yerlerine göre kompozit rotorlar da bulunmaktadır [1,2]. Rotor, kompresör gövdesine eksantrik olarak bağlandığından dönme etkisiyle merkezkaç kuvvetler meydana gelmektedir. Bundan dolayı, dinamik ve statik kuvvetlere maruz kalarak rotorda önemli hasarlar görülmektedir. Aslantaş vd.[3] gri dökme demirden imal edilmiş bir kompresör rotorun hasar analizini incelemişlerdir. Kırılmış rotor üzerinde sertlik, darbe testi, mikro yapı gibi değişik analizler yapmışlardır. Karbon miktarının fazla çıkmasının tokluğu düşürdüğü ve kırılmanın keskin köşelerde meydana geldiği görülmüştür. Bu köşelerde, önemli gerilme konsantrasyonları oluşmaktadır [4]. Rotor gövdesinin kırılmasıyla meydana gelen hasar genellikle yorulma sonucunda meydana gelmektedir [5]. Paletler, rotor üzerindeki kanallarda sürekli olarak hareket etmektedir. Bu yüzden, rotor kanallarında ve paletlerde çeşitli aşınmalar meydana gelmekte ve bu durumu önlemek için değişik kaplama yöntemleri geliştirilmiştir [6]. Ayrıca, paletlerde önemli titreşimler oluşmakta [7-9] ve titreşimin etkisi ile büyük salınımlar meydana gelebilmektedir [10,11]. Bu çalışmada, farklı malzemelerden imal edilmiş paletli kompresör rotorun sonlu elemanlar metodu ile dinamik analizleri incelenmiştir. Analizlerde, rotor malzemesi olarak dökme demir, çelik, pirinç ve bakır malzemeler kullanılmıştır. Rotorun doğal frekans ve mod şekilleri modal analiz yöntemi ile belirlenmiştir. Ayrıca, harmonik kuvvetler etkisinde rotorun dinamik davranışları tespit edilmiştir. Sönümlü harmonik analizde rotor üzerine gelen basınçlar ve dönme etkisi dikkate alınmıştır.

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (1) 33-39 Farklı Malzemelerden Đmal Edilmiş Paletli Rotorun Titreşim Analizi 2. Materyal Ve Metot 2.1. Paletli Kompresör Rotorun Geometrik Özellikleri Analizi incelenecek rotor gövdesinin modeli AutoCAD programı yardımıyla oluşturulmuştur. Çizimi yapılan rotor gövdesi dwg ve igs uzantılı olarak kayıt edilmiştir. Analizi yapılan rotorun geometrik özellikleri Şekil 1 de gösterilmiştir. 266.7 R 46.35 6.4 φ174.7 φ102 64.4 φ56.65 Şekil 1. Rotor gövdesinin geometrik özellikleri 2.2. Rotorun Malzeme Özellikleri Analizlerde rotor için farklı malzeme türleri ele alınmıştır. Çözümlerde kullanılan malzeme türleri Tablo 1 de gösterilmiştir. Rotor gövdesi ve paletler için aynı malzeme özellikleri tanımlanmıştır. Sönümleme oranı sadece harmonik analizlerde kullanılmıştır. Sönümleme oranları malzeme özelliklerine bağlı olarak tespit edilmiştir [12]. 2.3. Rotorun Sınır Koşulları Tablo 1. Rotor ve paletlerin malzeme özellikleri Malzeme Özellikleri Dökme demir Çelik Pirinç Bakır Elastisite Modülü (GPa) 170 210 109 117 Yoğunluk (kg/m 3 ) 6860 7850 8500 8970 Poisson Oranı (ν) 0.25 0.27 0.295 0.295 Sönümleme oranı 0.01 0.0045 0.001 0.0005 Üç boyutlu olarak modellenen kompresör rotorun x, y ve z ekseninde delik çevresi boyunca sınır koşulları oluşturulmuştur. Ayrıca, kamanın temas bölgesi x ve y koordinatlarında tutulu kabul edilmiştir. Analizlerde kullanılan rotorun sınır koşulları Şekil 2 de gösterilmiştir. Paletli kompresörün dönme etkisiyle paletlere ve rotor gövdesine önemli basınçlar etki etmektedir. Bu basınçlar rotoru zorlamaktadır. Rotor üzerinde meydana gelen basınçlar Şekil 2 de gösterilmiştir. Rotor eksantrik olarak yataklandığı için her bir bölgede farklı basınçlar oluşmaktadır. Her bölge için hesaplanan basınç değerleri Tablo 2 de verilmiştir. Ayrıca, rotorun dönme hızı 1800 dev/dk olarak kabul edilmiştir. 34

Ucun, Đ., Çolakoğlu, M., Taşgetiren, S. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (1) 33-39 Şekil 2. Rotor üzerine gelen basınçlar ve sınır koşulları Tablo 2. Her bir bölge için basınç miktarları Basınç Bölgesi P 1 (Pa) P 2 (Pa) P 3 (Pa) P 4 (Pa) Basınç Miktarı 1*10 5 1.17*10 5 2.1*10 5 7.27*10 5 3. Rotorun Sonlu Elemanlar Modeli AutoCAD programı ile çizimi yapılan rotor gövdesinin modeli igs uzantılı olarak ANSYS7.1 analiz programına üç boyutlu olarak aktarılmıştır. Sonlu elemanlar modelinin oluşturulması için rotor yüzey alanları ve mesh yapısı oluşturulmuştur. Sonlu elemanlar metodunda küp şeklinde izoparametrik altı yüzlü sekiz düğümlü elemanlar seçilmiştir. Oluşturulan sonlu elemanlar modeli Şekil 3 de gösterilmiştir. Sonlu elemanlar modelinin eleman sayısı 28230 ve düğüm sayısı 6220 dir. Analizler için rotor gövdesi ve paletler birlikte modellenmiştir. Şekil 3. Paletli Rotorun Sonlu Elemanlar Modeli 35

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (1) 33-39 Farklı Malzemelerden Đmal Edilmiş Paletli Rotorun Titreşim Analizi 4. Sonuçlar Ve Tartışma 4.1. Modal Analiz Çalışmada, dört farklı rotor malzemesi kullanılarak modal analiz yapılmıştır. Analizlerde rotorun dinamik tepkisi olarak doğal frekans ve mod şekilleri bulunmuştur. Tablo 3 de farklı malzemelerde elde edilen doğal frekans değerleri gösterilmiştir. Buradaki değerler serbest titreşim durumunu göstermektedir. Bir sistemin doğal frekansı sınır şartlarına ve malzeme özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Analizlerde, dökme demir, çelik, pirinç, ve bakır malzemelerin frekans değerleri birbiri ile farklı olarak elde edilmiştir. Rotor malzemeleri arasından en yüksek doğal frekans değeri çelik malzeme için elde edilmiştir. En düşük frekans değerleri ise pirinç malzeme için bulunmuştur. Dökme demir ile çeliğin frekans değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Bu malzemelerin kullanılması durumunda rotorun daha düşük verim ile çalıştırılması gerekmektedir. Aynı malzeme içersinde IV. V. ve VI. modlardaki frekans değerleri birbirine çok yakın elde edilmiştir. Frekans değerlerinin yakın çıkmasına rağmen mod yönleri birbirinden farklıdır. Dökme demirin sönümleme oranı çelik malzemeye göre büyük olması daha avantajlıdır. Rotorda istenmeyen bir salınım oluştuğu zaman genliğin daha yükseğe çıkmasını engelleyecek ve salınımı absorbe edecektir. Tablo 3. Farklı Malzemelerde elde edilen doğal frekans değerleri Mod Doğal Frekans (Hz) Dökme demir Çelik Pirinç Bakır I. 6178.9 6385.6 4394.6 4432.2 II. 8370.1 8643.4 5941.6 5992.5 III. 9649.8 9074.4 6863.4 6922.1 IV. 10107 10453 7199.4 7260.9 V. 10261 10610 7304.5 7367 VI. 10412 10763 7407.8 7471.1 Genellikle testere, rotor, volan gibi mekanik sistemlerin doğal frekanslarının hesaplanmasında dönme etkisi dikkate alınmaktadır. Dönme etkisi ile sistemde oluşacak gerilmeler doğal frekansları değiştirmektedir. Bu gibi mekanik sistemler için doğal frekanslarının hesaplanmasında ön gerilmeli modal analiz yöntemi uygulanır. Rotorun doğal frekans değerlerinin bulunmasında farklı olarak ön gerilmeli modal analiz yapılmıştır. Bunun sonucu olarak dönme hızı düşük olduğundan frekanslarda önemli değişimler meydana gelmemiştir. Elde edilen doğal frekanslar rezonansın oluşabileceği titreşim modlarını göstermektedir. Titreşim modları frekanslardaki salınımı göstermektedir. Rotorun modal analiz yöntemi elde edilmiş titreşim modları Şekil 4 de gösterilmiştir. Analizlerde altı farklı titreşim modu elde edilmiştir. Rotorun I. modu dönme şeklinde oluşmuştur. II. mod şekli her iki yönde burulma şeklinde meydana gelmektedir. Diğer modlarda ise hem burulma şeklinde hem de x ve y düzleminde salınım yapmaktadır. Burada, aynı titreşim moduna sahip olmasına rağmen yönleri birbirinden farklıdır. Rotorun çalışma şartları düşünüldüğünde I. mod daha tehlikeli olmaktadır. Rotorun bu frekanstan daha düşük çalışma frekansın da çalıştırılması gerekmektedir. 36

Ucun, Đ., Çolakoğlu, M., Taşgetiren, S. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (1) 33-39 I. mod II. mod III. mod 4.2. Harmonik Analiz IV. mod V. mod VI. mod Şekil 4. Rotorun titreşim modaları. Paletler üzerine gelen basınç kuvvetleri dikkate alarak rotorun sönümlü hamonik analizi incelenmiştir. Analizde, her malzeme için frekans cevap sinyalleri elde edilmiş ve titreşim modlarındaki genlikler tespit edilmiştir. Sinyallerin bulunmasında malzeme özelliklerine bağlı olarak sönüm oranları dikkate alınmıştır. Sönümlü harmonik analiz ile çelik, dökme demir, pirinç ve bakır malzemeleri için tespit edilen titreşim sinyalleri şekil 5, 6, 7 ve 8 de gösterilmiştir. Bütün malzemeler için IV. moddan sonra genlik daha çok artmaktadır. Pirinç ve çelik malzemelerin I. titreşim durumundaki genlikleri yüksek çıkmıştır. Sinyallerde en düşük genlik sönümleme oranının en yüksek olduğu dökme demir için elde edilmiştir. Analizde kullanılan bütün malzemelerin II. ve III. frekans değerlerindeki genlikler düşük çıkmıştır. Şekil 5. Dökme demir için frekans cevap sinyali 37

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (1) 33-39 Farklı Malzemelerden Đmal Edilmiş Paletli Rotorun Titreşim Analizi Şekil 6. Çelik malzemesi için frekans cevap sinyali Şekil 7. Pirinç malzemesi için frekans cevap sinyali Şekil 8. Bakır malzemesi için frekans cevap sinyali 38

Ucun, Đ., Çolakoğlu, M., Taşgetiren, S. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (1) 33-39 5. Sonuç Bu çalışmada, kompresör rotorun modal ve harmonik analizleri incelenmiştir. Rotorun modal analizinde doğal frekans ve mod şekilleri tespit edilmiştir. Analizlerde, dört farklı rotor malzemesi kullanılmıştır. En düşük frekans değerleri pirinç ve bakır malzemelerde elde edilmiştir. Çeliğin doğal frekansları diğer malzemelere göre yüksek çıkmıştır. Diğer taraftan, dökme demirin frekans değerleri çeliğin doğal frekans değerlerine yakındır. Bütün malzemelerde IV. V. ve VI. frekans değerleri birbirine yakın elde edilmiştir. Bu frekans değerleri birbirine yakın olmasına rağmen titreşim modları farklıdır. Rotorun I. modunda dönme, II. modu ise burulma şeklinde gerçekleşmiştir. Sönümlü harmonik analizde ise, basınç ve dönme etkisinde rotorun titreşim davranışı incelenmiştir. Her malzeme için frekans cevap sinyalleri elde edilmiştir. En düşük genlik değeri dökme demir için bulunmuştur. I. frekans değerlerinde genlikler yüksek çıkmasına rağmen, II. ve III. frekans değerlerinde düşmüştür. IV. ve V. frekans değerlerinde tekrar yüksek genlikler elde edilmiştir. Bu çalışma sonucunda, rotor malzemesi olarak dökme demir ve çelik tercih edilebilir. Kaynaklar 1. Arwin, A.C. & Bakis, C. E. 2006. Optimal design of pres-fitted filament wound composite flywheel rotors. Composite Structures vol 72: 47-57. 2. Edwards K.L. & Davenport C. 2006. Materials for rotationally dynamic components: rationale for higher performance rotor-blade design. Materials and Design vol 27: 31-35. 3. Aslantaş K. & Talaş Ş. & Taşgetiren S. 2004. Fracture of a compressor rotor made from grey cast iron. Engineering Failure Analysis vol 11: 369-373. 4. Özgür, R. 2005. Paletli Kompresör Rotorunun Sonlu Elemanlar Metodu Đle Gerilme Analizi. A.Kocatepe Üni. Fen Bil. Enstitüsü. 5. Das G. & Ray A.K. & Ghosh S. & Das S.K. & Bhattacharya D.K. 2003. Fatigue failure of a boiler feed pump rotor shaft. Engineering Failure Analysis vol 10: 725-732. 6. Lee Y.Z. & Oh S. 2003. Friction and wear of the rotary compressor vane-roller for several sliding conditions. Wear. Vol 255: 1168-1173. 7. Darpe A.K. & Chawla, A. & Gupta K. 2002. Analysis of the response of a cracked jeffcott rotor to axial excitation. J. of Sound and Vibration. vol 249(3): 429-445. 8. Jing J.P. & Sun Y. & Xia S.B. & Feng G.T. 2001. A continuum damage mechanics model on low cycle fatigue life assessment of steam turbine rotor. I. J. of Pressure Vessels and Piping. vol 78:59-64. 9. Dimentberg, M.F. 2005. Vibration of a rotating shaft with randomly varying internal damping. J. of Sound and Vibration vol 285: 759-765. 10. Mba, D. & Hall L.D. 2002. The transmission of acoustic emission across large-scale turbine rotors. NDT&E International vol 35: 529-539. 11. Lim S. & Park S.M. & Kim K. 2005. AI vibration control of high-speed rotor systems using electrorheological fluid. J. of Sound and Vibration vol 284: 685-703. 12. Dimarogonas, A., 1995. Vibration for Engineers. Prectice Hall New Jersey. 39