Dinamik yükler altında katlanır kanatçık mekanizmasının açılma davranışının deneysel ve nümerik incelenmesi

Bu çalışmada, katlanır kanatçık mekanizmasının çalışması sırasında oluşan sürtünme ve sönüm değerleri deneysel çalışmalara göre elde edilmiştir. Sürtünme için literatürde tavsiye edilen değerler olmasına rağmen, sönüm sistemden sisteme değişen bir olgudur ve test verileri ile elde edilmesi gereklidir. Bu çalışmada öncelikle oluşturulan test düzeneği üzerinde belirli kapalı hacim tahrik basıncı ile mekanizma çalıştırılmıştır ve sistemde gerçekleşen tahrik basıncı ölçülmüştür. Hızlı kamera sistemi ile de mekanizmanın açılması sırasındaki dinamik davranışı kaydedilmiştir. Adams MBD (çoklu cisim dinamiği) ile mekanizma modeli oluşturulmuş ve testten elde edilen tahrik basınç verisi modele girdi olarak tanımlanmıştır. Adams DOE (test tasarımı) yardımı ile sürtünme ve sönüm için belirli aralıklar tanımlanmış, tanımlanan sürtünme ve sönüm aralıklarında ardı ardına birden çok analiz koşturularak mekanizmanın toplam açılma süresi ve açılırken gerçekleştirdiği dinamik davranışlar elde edilmiştir. Elde edilen bu numerik sonuçlardan Test-C ile korelasyonu en yüksek olan modele göre sürtünme ve sönüm değerleri elde edilmiştir. Aynı mekanizma belirlenen sürtünme ve sönüm değerleriyle farklı tahrik basınçları için test edilmiş ve sonuçlar nümerik modellerle kıyaslanmıştır. Sonunda bu yöntemle belirlenen sürtünme ve sönüm değerlerinin ileride yapılacak gaz tahrikli mekanizmaların numerik analizlerinde kullanılabileceğine karar verilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Katlanır mekanizma, sürtünme katsayısı, çoklu cisim dinamiği, test tasarımı

PDF

___

1. Fragnito M., Pastena M., Design of smart microsatellite deployable solar wings, Acta Astronautica, 46 (2-6), 335-344, 2000.
2. Nagaraj B.P., Nataraju B.S., Dynamics of a two-link flexible system undergoing locking: Mathematical modelling and comparison with experiments, Journal of Sound and Vibration, 207 (4), 567-589, 1997.
3. Yoo W.S., Kim K.N., Kim H.W., Sohn J.H., Developments of multibody system dynamics: Simulations and experiments, Multibody System Dynamics 18 (1), 35-58, 2007.
4. Tiwari N., Patil M., Shankar R., Saraswat A., Dwivedi R., Rigid body dynamics modelling, experimental characterization, and performance analysis of a howitzer, Defence Technology, 12, 480-489, 2016.
5. Tian Y., Liu M., Xu X., Dynamic simulation analysis on slider-crank mechanism of the mechatronics fitness and entertainment machine based on ADAMS, Applied Mechanics and Materials, 713-715, 213-216, 2015.
6. Wie B., Furumoto N., Banerjee A.K., Barbas P.M., Modelling and simulation of spacecraft solar array deployment, Journal of Guidance, Control and Dynamics, 9 (5), 593-598, 1986.
7. Soykasap O., Deployment analysis of a self-deployable composite boom, Composite Structures, 89, 374-381, 2009.
8. Okuizumi N., Yamamoto T., Centrifugal deployment of membrane with spiral folding: Experiment and simulation, Journal of Space Engineering, 2 (1), 2009.
9. Brusa E., Lemma L., Numerical and experimental analysis of the dynamic effects in compact cluster mills for cold rolling, Journal of Materials Proccessing Technology, 209, 2436-2445, 2009.
10. Berger E.J., Friction modelling for dynamic system simulation, ASME, 55 (6), 2002.
11. Erkaya S., Dogan S., Ulus S., Effects of joint clearance on the dynamics of a partly compliant mechanism: Numerical and experimental studies, Mechanism and Machine Theory, 88, 125-140, 2015.
12. Zheng E., Zhou X., Modelling and simulation of flexible slider-crank mechanism with clearance for a closed high speed press system, Mechanism and Machine Theory, 74, 10-30, 2014.
13. Patil P.A., Teodoriu C., Model development of torsional drillstring and investigating parametrically the stick-slips influencing factors, Journal of Energy Resources Technology, 135, 013103-013107, 2013.
14. Santer M., Sim A., Stafford J., Testing of a segmented compliant deployable boom for cubesat magnetometer missions, 52nd AIAA Structures, Structural Dynamics and Materials Conference, 2011.
15. Kroyer R., Wing mechanism analysis, Computers and Structures, 72, 253-265, 1999.
16. Giesbers J., Contact mechanics in MSC Adams. Dissertation, University of Twente, 2012.