Deneysel gerilme analizinde kuvvet ve tork ölçme


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, Department of Mechanical Education, Turkey

Approval Date: 2005

Thesis Language: Turkish

Student: ÖZGÜL ERTÜRK

Supervisor: Senai Yalçınkaya

Abstract:

DENEYSEL GERİLME ANALİZİNDE KUVVET VE TORK ÖLÇME Ölçme, bilinen bir birimle, aynı cinsten, bilinmeyen bir boyutun karşılaştırılması işlemidir. Ölçmede sonuç sayısal olarak ifade edilir. Ölçmede farklı değerlendirmeyi ortadan kaldırmak ve belli standartlara göre yapılmasını sağlamak gayesiyle "birim sistemleri" geliştirilmiştir. Bir elemanın çalıştığı platformdan yola çıkarak, önce elemanın görevini tanımalıyız. Buna bağlı olarak elemanın zorlanma biçimini tayin etmeliyiz. Bilindiği gibi statik, tam değişken ve genel değişken olmak üzere üç çeşit zorlanma vardır. Elemanın bunlardan hangisinin etkisinde kaldığını tayin ettiğimizde elemanın ömrü hakkında ve elemanda meydana gelen gerilme hakkında bilgi sahibi oluruz. Böylece konstrüksiyon için gerekli boyutlandırma ve çalışma emniyetini ortaya koyabiliriz. Kuvvet algılayıcıları genellikle uygulanan kuvveti elastik bir elemanın deformasyonuna çevirirler. En yaygın olarak kullanılan kuvvet algılayıcıları Strain Gage kuvvet algılayıcılarıdır. Yük hücresi olarak da adlandırılırlar. Bu transdüserler hem basma hem de çekme yönünde çalışabilirler. Ölçme aralıkları 10 N ile 5MN arasında değişebilir. Gelişmiş tasarımlarda mekanik olarak aşırı yük sınırlamaları bulunmaktadır. Tork ölçümü genellikle mekanik gücün saptanması için yapılır. Bu bir makineyi çalıştırmak için gerekli güç olabileceği gibi makine tarafından üretilen güçte olabilir. Tork ölçümünün yapılmasında diğer bir neden ise stres ve deformasyon analizlerine duyulan ihtiyaçtır. Çalışmanın sonunda strain-gageli kuvvet ve tork transduzerlerinin temel karakteristiklerinin yeterliliğinin büyük ölçüde transduzerin tasarımına ve ölçme sisteminin kapsadığı cihazların mükemmelliğine bağlı olduğu görülmüştür. Yani, strain gage ile ölçme teknolojisinin kalitesi arttıkça, transduzerin kalitesi de artmaktadır. Strain-Gage tipinin tespit metodunun, yapıştırıcının ortam ve malzeme şartlarına bağlı olarak problem ortaya çıkarmayacak uygun bir şekilde seçilmesi ve yapıştırma işleminin deneyim sahibi kişiler tarafından yapılması gerekmektedir. Çalışmada, strain-gage tekniği ile tasarlanmış bir kuvvet transduzeri için en uygun sıcaklık aralığının -10 oC ile +40 oC, tork için ise 18 oC ile 28 oC olduğu ortaya konmuştur. Ayrıca bir transduzer ne kadar iyi tasarlanmış ve imal edilmiş olursa olsun, ancak doğru ve güvenilir bir kalibrasyon yöntemi ile kalibre edildiğinde tatmin edici sonuçlar verebilir. ŞUBAT, 2005 Özgül ÖRTÜRK ABSTRACT THE MEASURING OF FORCE AND TORQUE AT EXPERİMENTAL TENSION ANALYSIS Measuring is the comprative process of an unknown dimension with a known unit in the same kind . The result in measuring is numerically expressed. Unit systems are improved for removing different evaluation in measuring and making sure as to the definite standards. Firstly we should recognize the function of element starting from its working platform. According to that we should determine the constraing type of element. As known there are three types of constrainnig which are static, full variable and general variable. We have information about element's life time and occurring tension at element when we determine which one of constraints the element exposes to. Therefore we can bring up making dimension and the working safety. Force sensors usually convert the applied force to the deformation of an elastic element. Widely used force sensors are Strain Gage force sensors. They are also called as charge cells. These transducers are either pressing or pulling. The measuring intervals can change between 10 N and 5 MN. There are mechanically huge charge boundaries. The torque measuring are usually done for defining the mechanical power. This can be either necessary power for running a machine or power produced by the machine. The other cause in doing the measuring torque is the need for stress and deformation analysis. At the end of work strain gage force and torque transducers sufficiency of basic characteristics depend on hugely transducer's design and the perfection of devices containg measuring system.That is, the quality of tranducer increases when the quality of measuring technology with strain gage increases. The making method of strain gage type should be chosen by not occurring problem depending on the environment of fixer and material conditions and the process of fixing should be done by experienced people. The most appropriate temperature interval for a force transducer designed by strain gage tecnique is between -10 oC and +40oC for torque this is between +18oC and +28oC. Even if a transducer was been designed and produced better than ever it could just give satisfying results when calibrated by a true and reliable calibration method.