dc.contributor.advisor | Sabuncuoğlu, Barış | |
dc.contributor.author | Doğrar, Tayfun | |
dc.date.accessioned | 2021-01-04T11:44:42Z | |
dc.date.issued | 2020-09-02 | |
dc.date.submitted | 2020-09-02 | |
dc.identifier.citation | Doğrar, T., Experimental and Numerical Vibration Analysis of the Gun Control Unit Column with Isolator, in Mechanical Engineering. 2020, Hacettepe University: Ankara. | tr_TR |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/23213 | |
dc.description.abstract | A remote-controlled weapon system can be integrated into the naval and ground platforms. The weapon system and its sub-units are exposed to the vibration that comes from the platform on which the weapon system is fitted. The weapon system and its sub-units are expected to withstand vibration-related failure throughout its life. Therefore, the fatigue analysis is carried out for the weapon system during the design process.
The system is used in the tracked military vehicle. Hence, the tracked vehicle vibration test procedure is applied to the control column by using the shaker. The random vibration test procedure is presented in the document of the AECTP 400 Mechanical Environment Test. As a result of the test, the control column was broken from part of the base. This thesis is aimed to obtain a control column that will preserve its structural integrity after vibration test and to develop a finite element model of the weapon control unit validated with experimental modal analysis results.
In the first part of the thesis, initially, the original structure is modeled by the finite element method, and the fatigue analysis is performed under the tracked vehicle random vibration test profile. Then the analysis is performed with a vibration isolator, which is assembled under the damaged part of the control column. The result of the analysis shows that the isolator prevents the damage occurring in the control column. Afterward, a prototype of the control column with the isolator is manufactured, and the accelerated track vehicle random vibration is applied to the prototype by using the shaker. The shaker test’s result proves that the isolator prevents the damage.
In addition, the sine sweep vibration test is applied to the gun control unit, and one of the resonance frequency of the control column is determined. The obtained resonance frequency is different from the one which is calculated by finite element analysis, from which it can be deduced that the finite element model of the gun control unit is inaccurate. For this reason, the finite element analysis is needed to be validated.
In the second part of the thesis, an accurate finite element model of the gun control unit is developed. At first, experimental modal analysis is performed. The impact hammer method, which is one of the experimental modal analysis techniques, is used. As a result, natural frequencies, corresponding mode shapes, and damping ratios are determined. The experimental modal analysis result is used to create a reference model. In addition, the elasticity modulus of the neoprene is determined with the help of the tensile test. Then the finite element model is updated according to the test results, and the finite element model is validated. | tr_TR |
dc.language.iso | en | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Experimental modal analysis | tr_TR |
dc.subject | Fatigue analysis | |
dc.subject | Finite element analysis | |
dc.subject | Neoprene | |
dc.subject | Random vibration | |
dc.subject | Shaker test | |
dc.subject | Tensile test | |
dc.subject.lcsh | Makina mühendisliği | tr_TR |
dc.title | Experimental and Numerical Vibration
Analysis of The Gun Control Unit Column
with Isolator | tr_en |
dc.title.alternative | İzolatörlü Silah Kontrol Ünitesi
Tutamağının Deneysel ve Nümerik Titreşim
Analizi | tr_tr |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Uzaktan Komutalı Silah Sistemleri kara, deniz, hava platformları gibi birçok araca entegre edilebilmektedir. Silah sistemi ve alt birimleri yerleştirildikleri platformdan kaynaklı olarak titreşimlere maruz kalmaktadır. Silah sistemi ve bileşenlerinin, kendisine etkiyen titreşimlere karşı platformun kullanım ömrü boyunca dayanıklı olması beklenmektedir. Bu sebeple, silah sistemi ve bileşenlerinin tasarım aşamasında yorulma analizleri gerçekleştirilmektedir.
Silah kontrol ünitesi, silah sisteminin bir alt bileşenidir ve biri sabit diğeri hareketli olmak üzere iki adet kontrol tutamağından oluşmaktadır. Bu çalışmada, titreşim testlerinde hasar gören sabit tutamak yapısı ile ilgilenilmektedir. Uzaktan komutalı silah sisteminin paletli araçlarda kullanılması planlanmaktadır. Bu sebeple, sarsıcı aracılığıyla silah kontrol ünitesine paletli araç rastsal titreşim testi prosedürü uygulanmıştır. Test prosedürü “AECTP 400 Mechanical Environmental Test” standardında sunulmaktadır. Test sırasında, kontrol tutamağı taban kısmından kırılmıştır. Bu çalışmanın amacı, kontrol tutamağında oluşan yorulma hasarının önlenmesi ve paletli araç titreşimine karşı kullanım ömrü boyunca yapısal bütünlüğünü koruyacak bir kontrol tutamağı elde etmektedir.
Tezin ilk kısmında, bir sönümleyici tasalanmış ve bu sönümleyici kontrol tutamağı yapısında kırılan parçanın alt kısmına yerleştirilmiştir. Tezin bu kısmında yapı, sonlu elemanlar metodu kullanılarak modellenmiş ve standartta belirtilen prosedüre göre paletli araç titreşim yükü altında göre yapının yorulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizlerin sonucunda, sönümleyici yapının kontrol tutamağında oluşan yorulma hasarını önlediği görülmüştür. Daha sonra prototipi üretilen kontrol tutamağının, paletli araç rastsal titreşim yükü altında titreşim testleri gerçekleştirilmiştir. Titreşim testleri sonucunda sönümleyici yapının kontrol tutamağındaki oluşan hasarı önlediği kanıtlanmıştır.
Sarsıcı tabla üzerinde gerçekleşen rastsal titreşim testleri dışında, yapıya Y ekseni yönünde sinüs taraması titreşimi uygulanmış ve kontrol tutamağının rezonans frekanslarından biri elde edilmiştir. Y ekseni salınımı moduna ait doğal frekans değerinin, sonlu elemanlar analizinde elde edilen doğal frekans değerinden oldukça farklı olduğu görülmüştür. Bu sonuç üzerine, yapının sonlu elemanlar analiz modelinin doğru olmadığı anlaşılmış ve doğrulanması gerektiği ihtiyacı ortaya çıkmıştır.
Tezin ikinci kısmında, güvenilir bir sonlu elemanlar modeli geliştirilmiştir. Çalışmanın başında, silah kontrol ünitesinin deneysel modal analizleri gerçekleştirilmiştir. Testler, deneysel modal analiz tekniklerinden biri olan darbe çekici yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Testler sonucunda kontrol tutamağının doğal frekansları, mod şekilleri ve modların sönüm oranları bulunmuştur. Deneysel modal analiz sonuçları, sonlu elemanlar modeli için referans model olarak kullanılmıştır. Ayrıca tezin bu kısmında, neoprene malzemesinin çekme testleri gerçekleştirilmiş ve malzemenin farklı deformasyon hızlarında elastik modülü elde edilmiştir. Son olarak, deneysel modal analiz ve malzeme testlerinde elde edilen çıktılar kullanılarak sonlu elemanlar modeli güncellenmiş ve güncellenen analiz modelinin sonuçları, titreşim testi sonuçlarıyla doğrulanmıştır. | tr_TR |
dc.contributor.department | Makine Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2021-01-04T11:44:42Z | |
dc.funding | Diğer | tr_TR |