Esnek uzuvlu bir manipulatörün dinamik davranışının analizi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2000

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sevda Telli

Danışman: OSMAN KOPMAZ

Özet:

Bu çalışmada, esnek uzuvlu bir manipülatörün dinamik analizinin aşamaları verilmiş, modellemede göz önünde tutulması gereken hususlar temel kavram ve yaklaşımlar irdelenerek belirlenmiştir. Daha sonra tek serbestlik dereceli bir manipülatörün farklı yöntem ve yaklaşımlarla matematiksel modeli oluşturulmuş, hareket denklemleri çıkarılmıştır. Bu hareket denklemlerinde geometrik yumuşama ve katılık etkileri, enine ve boyuna elastik deplasmanlar, kesit dönme etkisi ve kesme kuvveti etkisi çeşitli şekillerde hesaba katılmıştır. Sayısal çözümlerde kullanılmamakla birlikte ayrıca iki serbestlik dereceli düzlemsel bir manipülatörün hareket denklemleri de çıkarılmış ve sınır şartlan verilmiştir. Hareket denklemlerinin çıkartılmasında sistemin Lagrangianından yararlanılmıştır. Enerji ifadelerinde eksenel ve enine elastik deplasmanlar kullanılarak elastik harekete ait kısmi türevli diferansiyel denklemler elde edilmiştir. Ayrıca yaklaşık yöntemler olarak "Kabul Edilmiş Modlar" ve "Sonlu Elemanlar" yöntemleri kullanılmıştır. Bu yöntemler için hareket denklemleri seçilen mod veya eleman sayısıyla orantılı sayıda adi diferansiyel denklem takımlarından ibarettir. Elde edilen hareket denklemleri literatürde verilen bazı örneklere uygulanmış ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Hareket denklemlerinin çözümünde katı (stiff) diferansiyel denklemlere uyarlanmış Runge-Kutta metodu kullanılmıştır. Hareket denklemlerinin çözümleri çok esnek sistemlerde nonlineer uzama oranlarının kullanılmasının gerekliliğini vurgulamaktadır. Ayrıca literatürde refere edilen bazı sonuçların dayandıkları teori itibariyle tutarsızlıkları ortaya konmuştur.