Sonlu elemanlar yöntemi ile portal vinç tasarımı, analizi ve kutu kiriş en iyilemesi

Abstract

Fabrikalarda, limanlarda, tersanelerde ve depolarda çok genis bir kullanım alanında sıklıkla kullanılan portal vinçler, yükleri kaldırmakla kalmayıp onları aynı zamanda yatayda da hareket ettirirler. Bu çalısmada, portal vinç çelik yapı ağırlıklarının yaklasık %50'sini teskil eden kutu kiris yapılarının sonlu elemanlar statik analizi ve ağırlık en iyilestirmesi yapılmıstır. Kutu kiris konstrüksiyonu için hesap esasları FEM ve DIN normlarına göre uygulanmıstır. Portal vinç konstrüksiyonu katı modeli Autodesk Inventor 10 yazılımında olusturulmustur. Portal vincin, belirlenen yüklemeler ve sınır sartlarında ANSYS Workbench sonlu elemanlar yazılımında lineer statik sonlu elemanlar analizleri yapılmıstır. ANSYS yazılımı kullanılarak, kirisin tüm yapı elemanlarıyla birlikte sonlu elemanlar modeli olusturulmustur. Kirisin ağırlığını azaltmak için müsaade edilen gerilme ve deformasyon değerlerini asmadan ağırlık en iyilestirmesi yapılmıstır. Çalısma sonucunda kiris ağırlığı %13,2 azaltılmıstır.

In this study, static finite element analysis and weight optimization of the box girder, which constitutes about 50% of the total weight of gantry crane structures, is computed. Calculations of the box girder are made according to related FEM and DIN norms. Solid model of gantry crane is generated by the Autodesk Inventor 10 CAD software. Linear static finite element analyses of the gantry crane structure are computed by ANSYS Workbench software under certain defined load combinations and boundary conditions. Finite element model of the box girder is generated by using ANSYS software with full details all of the box girder?s structural elements. In order to minimize the weight of the box girder, the algorithm computes a series of different cross sections which also confirm to defined geometric limits, to optimize the structural weight without exceeding the allowable stress and deformation limits. At the end of the study, the weight of the box girder is decreased by 13, 2%.