Maden kulesi ve asansörü sonlu elemanlar ile analizi

Bu tezde bir maden kulesinin dizaynının nasıl yapıldığına ilişkin temel bilgileri bulabilirsiniz. Öncelikle temel elemanları ve görevleri tanımlanmış, ardından da maden kulesinin nasıl boyutlandırılması gerektiği açıklanmıştır. Kule ayak eksenlerinin nasıl tespit edildiği ve maden çıkarma moletlerinin hangi prensiple çalıştığı denklemleriyle anlatılmıştır. Maden kulesinin ne kadar cevher çıkaracağı ile ilgili asansör ve kafes hesapları yapılmış, hız zaman diagramı şema gösterimi ile anlatılmıştır. Kule ayak kesit alanının nasıl hesaplandığı ve bu hesap kullanılarak kule ayak saçlarının nasıl tespit edildiği açıklanmıştır. Bu kısımda gerçek bir kule ayak kesit alanı çizimi de gösterilmiştir. Tezin ikinci kısmında Solidworks programı ile modellenen kule Ansys programına alınmış, burada üç tip mesh elemanı kullanarak mesh edilmiş ve bütün parçaların kuvvet akışlarını düzgün olarak iletebilmesi için birbiri ile düzgün bir mesh geçişine sahip olması sağlanmıştır. Sınır koşulları tanıtılmış, modele gelen kuvvetler altı farklı kombinasyon şeklinde etki ettirilmiş ve sonuçları tablo halinde okuyucuya sunulmuştur. El ile yapılan hesaplamalardaki geri dönüş süreleri Ansys programı kullanılarak kısaltılmıştır. Ve sadece ana kesitlerin incelenmesi değil bütün modelin her noktasının ayrı ayrı ele alınmasını sağlamıştır. Böylelikle gerilmelerin az olduğu bölgelerin inceltilmesi ve gerilmelerin fazla olduğu bölgelerin kalınlaştırılması veya geometrilerinde değişiklik yapılarak kuvvetlendirilmesi sağlanmıştır. Dizayn aşamasına temel teşkil etmesi için yapılan çalışmalar sonrasında iki şövelman ayağının toplam kütlesi 700 ton olarak düşünülürken, Ansys programı ile yapılan analizler sonucunda kule 497 ton olarak sonlandırılmıştır. Yapılan statik analizden sona burkulma analizi ile kulenin 3 kritik nodu ve kritik burkulma yükü bulunmuştur. Burkulma analizi neticesinde minimum kuvvet değeri dikkate alınmış ve bu değerin elde edildiği bölgedeki eksenel gerilme değerleri ile karşılaştırılarak burkulma faktörü hesaplanmıştır. Hesaplanan burkulma faktörüne göre, kulenin burkulmadan önce saclarında akma başlayacağı görülmüş ve burkulmaya karşı emniyetli bölgede kaldığı tespit edilmiştir. Statik analizlerin haricinde, kuleye yandan ve önden 0.45 g ivme ile deprem dalgası vurmuş gibi iki tane de deprem analizi incelenmiştir. Bütün koşullarda kulenin üzerindeki von mises gerilmeleri ve toplam deformasyonlar renkli olarak bölge bölge resimlendirilmiştir. Her analiz sonucu, sonuçlar tablosunda gösterilmiştir. Ve görülmüştür ki ihraç kulesi her yükleme durumu için güvenli bölgede kalmaktadır.