Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi
Yıl: 2022 Cilt: 28 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 1 - 8 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.5505/pajes.2021.58708 İndeks Tarihi: 16-06-2022
Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi
Öz: Polimer hibrit rulmanlarda bilezikler viskoelastik malzemeden bilyalar
ise farklı malzemeden üretildiklerinden temas mekaniği çelik
rulmanlarda olduğu gibi elastik temas olan Hertz temas ile
incelenememektedir. Hertz temas yerine elasto-plastik temas
modelinde Hertz temasla aynı olarak değerlendirilen temas modeli
kullanılarak incelenmelidir. Elasto-plastik temas iz (indentation) model
ve düzleşme (flattening) modeli olarak iki modelden oluşmaktadır.
Elasto-plastik modeller elastik, elasto-plastik ve tam plastik bölge
olmak üzere üç temas bölgesine ayrılarak değerlendirilmektedir.
Elastik temas bölgesi Hertz temasla aynı değerlendirilmektedir.
Rulmanların kullanım ömürlerinin uzunluğu açısından elastik bölgede
ve rezonans frekansından kaçınılarak çalıştırılmaları önem
taşımaktadır. Polimer rulmanla yataklanmış şaft-rulman sistemi
çalışırken sürtünmeden dolayı oluşan sıcaklık artışı polimer rulmanın
elastisite modülünü, yük taşıma kapasitesini, katılığını dolayısıyla
sistemin doğal frekansını değiştirmektedir. Bu çalışmada polimer
rulmanların sıcaklıkla değişen elastisite modülü değerlerinin, rulmanın
katılığının ve sistemin doğal frekansının nasıl etkilendiğini belirlemek
amacıyla temas mekaniğinin de dahil edildiği matematiksel modelleme
yapılmıştır. Radyal sabit çelik bilyalı polimer hibrit rulmanın geometrik
ve malzeme özellikleri kullanılarak MATLAB programı yardımı ile
simülasyonlar yaptırılmıştır. Sonuç olarak sıcaklık artışının polimer
rulmanın katılığının dolayısıyla sistemin doğal frekansının düşmesine
neden olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda sıcaklık artışının polimer
rulmanın yük taşıma kapasitesinde artışa neden olduğu belirlenmiştir
Anahtar Kelime: Investigation of temperature effect on dynamic characteristic of polymer hybrid bearings in elastic area
Öz: Polymer hybrid ball bearings' balls and rings consist of different
materials. Rings have been manufactured viskoelastic material. The
traditional ball bearings ball-ring contact analyse with Hertzian
contact theory but polymer hybrid ball bearings has not been analyse
with the Hertzian contact theory. Polymer ring-ball contact has been
analysed with elasto-plastic contact model instead of Hertzian contact
theory. Elasto-plastic contact model has two model which are
indentation and flattening. These model have been evaluated contact
area as elastic region, elasto-plastic region or plastic region. Elastic
contact region evaluate the same as Hertzian contact theory. Ball
bearings has long lifetime to run elastic region and away from
resonance condition. Friction has been caused the systems temperature
to rise while the shaft-bearing system run. This condition has been
caused to drop elastic modulus and stiffness of polymer bearing. Elastic
modulus has been affect the bearings force capacity and stiffness.
Stiffness affect the natural frequency of systems. For researching
temperature effect on elastic modulus and vibration characteristic of
ball bearings mathematical model has been created. Radial deep
groove ball bearings geometric and material properties have been used
in mathematical model. Simulations have been done via MATLAB
software program. As a result, elastic modulus and natural frequency of
systems' decreases with temperature rise. Although force capacity
related with elastic modulus, force capacity increase with temperature
rise because of critic deformation.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- [1] Kogut L, Izhak E. "Elastic-Plastic contact analys is of a sphere and a rigid flat". Journal of applied Mechanics, 69(5), 657-662, 2002.
- [2] Jackson RL, Green I. "A finite element study of elastoplastic hemispherical contact against a rigid flat". Transactions of the ASME-F-Journal of Tribology, 127(2) 343-354, 2005.
- [3] Brake MR. "An analytical elastic-perfectly plastic contact model". International Journal of Solids and Structures, 49(22), 3129-3141, 2012.
- [4] Jamari J, Schipper DJ. "An elastic-plastic contact model of ellipsoid bodies". Tribology letters, 21(3),262-271, 2006.
- [5] Yang H, Green I. "Analysis of displacement-controlled fretting between a hemisphere and a flat block in elastoplastic contacts". Journal of Tribology, 2019. https://doi.org/10.1115/1.4041535
- [6] Jackson RL, Kogut L. "A comparison of flattening and indentation approaches for contact mechanics modeling of single asperity contacts". Journal of ribology, 128(1), 209-212, 2006.
- [7] Ghaednia H, Pope SA, Jackson RL, Marghitu DB. “A comprehensive study of the elasto-plastic contact of a sphere and a flat”. Tribology International, 93, 78-90, 2016.
- [8] Zhaoping T, Jianping S. “The contact analysis for deep groove ball bearing based on ANSYS”. Procedia Engineering, 23, 423-428, 2011.
- [9] Anoopnath PR, Babu VS, Vishwanath AK. “Hertz contact stress of deep groove ball bearing”. Materials Today: Proceedings, 5(2), 3283-3288, 2018.
- [10] Xiao L, Zhang X, Lu S, Xia T, Xi L. “A novel weak-fault detection technique for rolling element bearing based on vibrational resonance”. Journal of Sound and Vibration, 438, 490-505, 2019.
- [11] Liu J, Wu H, Shao Y. “A theoretical study on vibrations of a ball bearing caused by a dent on the races”. Engineering Failure Analysis, 83, 220-229, 2018.
- [12] Manjunath A, Girish DV. “Vibration analysis of polytetrafluoroethylene (PTFE) deep groove ball bearing”. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018. Doi: 10.1088/1757- 899X/376/1/012137
- [13] Manjunath A, Girish DV. “Defect detection in deep groove polymer ball bearing using vibration analysis”. International Journal of Recent advances in Mechanical Engineering (IJMECH), 2(3), 45-52, 2013.
- [14] Kumar S, Goyal D, Dhami SS. “Statistical and frequency analysis of acoustic signals for condition monitoring of ball bearing”. Materials Today: Proceedings, 5(2), 5186-5194, 2018.
- [15] Shah DS, Patel VN. “A dynamic model for vibration studies of dry and lubricated deep groove ball bearings considering local defects on races”. Measurement, 137, 535-555, 2019.
- [16] Karaçay T. Açısal Temaslı Rulmanlarla Yataklanmış Şaftların Dinamiği ve Rulman Hatalarının Deneysel Analizi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 2006.
- [17] Antoine JF, Visa C, Sauvey C. "Approximate analytical model for hertzian elliptical contact problems". Journal of Tribology, 128(3), 660-664, 2006.
- [18] Adams GG, Nosonovsky M. "Contact modeling-forces". Tribology International, 33(5), 431-442, 2000.
- [19] Van Krevelen DW, Te Nijenhuis K. Properties of Polymers. 3rd ed. Amsterdam, Holland, Elsevier, 1990.
APA | DOĞAN b, Karaçay T (2022). Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. , 1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
Chicago | DOĞAN burcu küçükoğlu doğan,Karaçay Tuncay Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. (2022): 1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
MLA | DOĞAN burcu küçükoğlu doğan,Karaçay Tuncay Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. , 2022, ss.1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
AMA | DOĞAN b,Karaçay T Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. . 2022; 1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
Vancouver | DOĞAN b,Karaçay T Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. . 2022; 1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
IEEE | DOĞAN b,Karaçay T "Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi." , ss.1 - 8, 2022. 10.5505/pajes.2021.58708 |
ISNAD | DOĞAN, burcu küçükoğlu doğan - Karaçay, Tuncay. "Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi". (2022), 1-8. https://doi.org/10.5505/pajes.2021.58708 |
APA | DOĞAN b, Karaçay T (2022). Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(1), 1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
Chicago | DOĞAN burcu küçükoğlu doğan,Karaçay Tuncay Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 28, no.1 (2022): 1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
MLA | DOĞAN burcu küçükoğlu doğan,Karaçay Tuncay Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.28, no.1, 2022, ss.1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
AMA | DOĞAN b,Karaçay T Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022; 28(1): 1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
Vancouver | DOĞAN b,Karaçay T Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022; 28(1): 1 - 8. 10.5505/pajes.2021.58708 |
IEEE | DOĞAN b,Karaçay T "Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi." Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28, ss.1 - 8, 2022. 10.5505/pajes.2021.58708 |
ISNAD | DOĞAN, burcu küçükoğlu doğan - Karaçay, Tuncay. "Sıcaklığın elastik bölgede çalışan polimer hibrit rulmanların dinamik karakteristiğine etkisinin incelenmesi". Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 28/1 (2022), 1-8. https://doi.org/10.5505/pajes.2021.58708 |