Bir içten yanmalı motorda krank mili titreşimlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada içten yanmalı motorlarda krank mili burulma titreşimleri incelenmiştir. Ele alman altı silindirli bir içten yanmalı motorun krank mili, volan ve damperi bilgisayarda katı modellenerek sonlu elemanlar yöntemiyle modal analize tabi tutulmuş, ayrıca ayrık model yardımıyla benzer bir analiz yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. 2. Bölümde dinamik analiz için temel bilgiler verilmiş ardından 3. bölümde pistonlu makinalarda özellikle krank mili titreşimleri ve kontrol yöntemleri ele alınmış, bilinen çözüm yöntemlerine değinilmiştir. 4. bölümde sonlu elemanlar metodunun dinamik problemlerde kullanılışı anlatılmıştır. 5. bölümde çalışmaya konu olan krank milinin analizi adım adım anlatılmış ve analiz neticeleri çıkarılmıştır. Son bölümde ise analiz sonuçlan değerlendirilmiş ve bundan sonra yapılacak çalışmalar hakkında tavsiyelere yer verilmiştir.

In this study, the torsional vibrations of a crankshaft, used in the heavy duty internal combustion engines, produced in our country under foreign license have been investigated by applying different model approaches. To this end, two models have been established. One of them is a discrete model which consists of nine concentrated masses connected each other by equivalent torsional springs. The second one is a solid continuous model divided into finite elements. It has been investigated how natural frequencies and associated mode shapes are influenced by finite element analysis techniques and properties of finite elements used for mesh generation, besides the system parameters such as damper inertia, stiffness and bearing stiffness. In addition, continuous and discrete models have been compared in respect to the requirement prior to and during computing. The results can be summarized as follows: 1. Finite element model requires more time for preparation and computation than the discrete model but considering its ability to be used for some other analysis such as thermal, stress analysis and provide some usefull information for production, finite element model can take priority. 2. increasing bearing stiffness results with an increase in the second natural frequency. On the other hand, the variations in the damper stiffness and inertia effect rather the first natural frequency. Hence first vibration mode frequency can be controlled, by changing the damper parameters while the second vibration mode frequency can be controlled by varying bearing stiffness.