Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar
AI InsightBöylece bu çalışmada ANSYS kullanılarak yapılan topoloji optimizasyonu ile doğal frekanslarda artış sağlanmıştır.
📌 3 Maddede Bu Makale
Özet
Son yıllarda birçok bilim insanı paletli makinelerin titreşim karakteristiklerini farklı açılardan incelemiş, özellikle titreşim analizi, makinenin şasi çerçevesinin modal analizi, titreşim modelinin oluşturulması, makinedeki çeşitli ekipmanların titreşimi ve gürültüsü üzerine yoğunlaşmıştır. Günümüzde araştırmacılar, makinelerin ürettiği gürültü ve titreşim seviyesini azaltırken makineleri daha güvenli hale getirmeye odaklanmışlardır. Sanayide, çoğu yapının ağırlığı ve boyutları azaltıldığında mukavemetinin değişmemesi hedeflenmektedir. Benzer şekilde yapısal dayanıklılık ve sağlamlık da yaygın titreşim sorunlarında önemli özelliklerdir. Topoloji optimizasyonu yapısal bütünlüğünü etkilemeden malzeme yerleşimini optimize ederek ağırlık azaltımına yardımcı olur. Bu çalışmada çelik paletli yürüyüş sistemin titreşimsel davranışını belirlemek için ilk aşamada modal analiz yapılmıştır. Daha sonra mod katılım faktörü ve etkin kütle kullanılarak en önemli doğal frekanslar ve modlar bulunmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında en önemli doğal frekansların arttırılması amacıyla paletli sistem şasisinin ağırlığını azaltmak için topoloji optimizasyonu uygulanmıştır. Titreşimli yapıların tasarımında rezonans tehlikesini önlemek için temel amaçlardan biri, yapının doğal frekanslarını dış uyarım frekanslarından uzak tutmaktır. Topoloji optimizasyonu ile elde edilmiş model, aynı kısıtlamalar altında orijinal tasarımla karşılaştırıldığında, %20 ağırlık azalması, %18 eşdeğer gerilme azalması ve %26 toplam şekil değiştirme azalmasının yanı sıra birinci dereceden doğal frekansında %18,4 artış elde etmiştir. Böylece bu çalışmada ANSYS kullanılarak yapılan topoloji optimizasyonu ile doğal frekanslarda artış sağlanmıştır.
Abstract
In recent years, a number of scholars have studied the vibration characteristics of the crawler tracked machines from different perpectives, largely focusing on the analysis of vibration, modal analysis of the machine’s chassis frame, the establishment of vibration model, vibration and noise of several equipments on the machine. At the present, researchers have been focused their attentions on making machines safer while reducing the level of noise and vibration that machines produce. In the industry, it is aimed that most structures do not change their strength when their weights and dimensions are decreased. Similarly, structural strength and durability are important properties in common vibration issues. Topology optimization helps in weight reduction by optimizing the material layout without affecting its structural integrity. In this study, the modal analysis is performed to determine the vibrational behaviour of the steel tracked system in the first step. Then the most important natural frequencies or modes are found using the mode participation factor and the effective mass. In the second step of the study, topology optimization is applied to reduce the tracked system undercarriage’s weight with the aim of maximizing the most important natural frequencies. One of the main goals in the design of vibrating structures in order to avoid risk of resonance is to keep the natural frequencies of this structure away from the external excitation frequencies. When the topology optimized model is compared to the original design under the same constraints, it has achieved a 20% weight reduction, a 18% reduction in maximum stress, and a 26% reduction in total deformation, beside a 18.4% increase in its first-order natural frequency. Thus increased natural frequencies are obtained by topology optimization using ANSYS in this study.