Eksenel yüklü tel halat demetlerinin modellenmesi ve analizi

Kullanım yerine göre birçok farklı malzemeden üretilen halatlar, yüklerin kaldırılması, taşınması ve bağlanması gibi ağır işlerde kullanılmaktadır. Çelik tel halatlar, her türlü sanayi dalında taşıyıcı eleman olarak görev almaktadır. Asansör, kren, teleferik ve telesiyej sistemlerinde, maden işletmelerinde, denizcilikte yük kaldırma ve iletme elemanı olarak sıklıkla kullanılan tel halatlar, sahip oldukları avantajları nedeniyle tercih edilmektedir. Özellikle esnek bir yapıya sahip olması ve çok sayıda telden oluştuğundan dolayı yükü bu tellere dağıtması, işletme emniyetini yükseltir. Çelik tel halatların emniyetli taşıma aralıkları ve taşıyabileceği maksimum yüklerin bilinmesi oldukça önemlidir. Literatürü incelediğimizde yaklaşık 50 yıldır, halatların taşıyabileceği yükleri ve gerilmeleri tespit edebilmek için çeşitli deneysel, analitik ve üç boyutlu model analizi çalışmaları yapıldığı görülebilir. Bu çalışmada, merkezde bir öz etrafına helisel olarak sarılan 6 telden oluşan bir çelik halat demeti incelenmiştir. İlk olarak, Love'nun denge denklemleri ve Costello'nun Çubuk Teorisi ile analitik hesaplar yapılmıştır. Halatın maruz kaldığı maksimum eksenel kuvvet, burulma momenti ve gerilmeler hesaplanmıştır. Daha sonra ANSYS programında çelik tel halat demeti modellenerek sürtünmeli ve sürtünmesiz durumlar için sonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Elde edilen analitik sonuçlar ile ANSYS'de elde edilen analiz sonuçları karşılaştırılıp, tartışılmıştır. Sonuçların birbirleriyle tutarlı olduğu görülmüştür.