ULTRA YÜKSEK BASINÇTA ÇALIŞAN KALIN CİDARLI SİLİNDİRLERİN TASARIMINA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN SAYISAL VE ANALİTİK OLARAK ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalışmada ultra yüksek basınç altında çalışan kalın cidarlı silindirlerin tasarımına etki eden geometrik parametreler araştırılmıştır. Bu kapsamda, 350 MPa basınç altında, tasarım parametrelerinin silindir iç yüzeyinde meydana gelen maksimum gerilmelere ve katmanlar arasındaki maksimum ara yüzey basıncına etkileri analitik ve nümerik olarak belirlenmiştir. Tasarım parametreleri sırasıyla iç silindir çapı, iç ve dış cidar kalınlıkları ile tek taraflı sıkı geçme toleransıdır. Parametrelerin etkileşimi ve sonuçların anlamlılığını araştırmak için tam faktöriyel deney tasarımı oluşturulmuştur. Sonuçlara regresyon ve varyans analizleri uygulanmıştır. Sonuç olarak silindirde oluşan maksimum gerilmeye etki eden en önemli parametrenin % 32.7 ile sıkılık toleransı olduğu bulunmuştur. İç cidar kalınlığının ise %6.2 oranla gerilme düzeyi üzerinde en az etkiye sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca kalın cidarlı silindirlerin tasarımında Sonlu Elemanlar Analizlerinin de (SEA) kullanılabilirliğini göstermek için basınç altındaki silindirlerde meydana gelen Von-Mises eşdeğer gerilmeleri ve ara yüzey basıncı SEA ile de elde edilmiştir. SEA sonuçlarının analitik sonuçlarla karşılaştırılması ile SEA’ların güvenilirlikleri belirlenmiştir. SEA’lar iki farklı (Ansys ve Solidworks) sonlu elemanlar çözücüsü kullanılarak gerçekleştirilmiş ve aralarındaki hesap farkı tespit edilmiştir. Gerilme değerinde Solidworks ve analitik çözüm arasındaki fark % 2.05 iken Ansys ve analitik çözüm arasındaki fark % 0.5 olarak hesaplanmıştır. Buradan SEA çözücülerinin her ikisinin de oldukça yüksek doğrulukta tahminlerde bulunabildiği tespit edilmiştir.