Esnek cisim dinamik simülasyonu kullanarak bir mekanik jiroskop volan tasarımının optimizasyonu

Authors : Mehmet Ali EROGLU, Mehmet Kursat YALCIN, İlyas KACAR

Pages : 935-949

Doi:10.28948/ngumuh.1241183

View : 41 | Download : 54

Publication Date : 2023-07-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Mekanik jiroskoplar tork üretebilme yetenekleri, hızlı dinamik yanıtları, yüksek verimlilikleri ve kontrol doğrusallıkları sebebiyle dengeleme ve yönlendirme amaçlı olarak kullanılan eyleyicilerdendir. Mekanik tasarımları için analitik yöntemler mevcut olup bunun yanı sıra simülasyonlar sayesinde optimizasyon yapılabilmektedir. Bu çalışmada, esnek cisim dinamik simülasyonu ve optimizasyon yöntemi kullanılarak, bir mekanik jiroskopun tasarımına esas olan boyutların ve dönme hızının optimum değerleri tespit edilmiştir. Ana yapısal parametrelerin, titreşim frekansı üzerindeki etkileri de tespit edilmiştir. Jiroskop, bir volana sahip olup kendi ağırlığı sayesinde tork üretmektedir. Klasik insert ignore into journalissuearticles values(Newtonian); mekanik prensipleri takip edilmiştir. Neticede uygun jiroskop boyutları ve dönme hızı belirlenmiştir. Optimizasyonun verdiği cevap fonksiyonu sayesinde ayrıca parametreler arasındaki ilişkiler de tespit edilmiştir. Başlangıçta disk kalınlığı 10 mm, yarıçapı 100 mm, rotor çapı 20 mm, uzunluğu 115 mm iken optimum rotor uzunluğu 30mm, rotor yarıçapı 30 mm olup disk yarıçapın 265 mm, kalınlığı 12 mm ve işletme hızı 400 rad/s olmaktadır. Optimum değerler sayesinde nütasyonun, kütlenin, enerji sarfiyatının en az olması, torkun en fazla olması böylece bir milyon çevrim sayısının üzerinde ömre sahip olması temin edilmiştir.
Keywords : Denge, Esnek dinamik, Jiroskop, Tasarım, Optimizasyon