Browsing by Author "Reis, Murat"

Now showing 1 - 20 of 26

A smart handheld welding torch device for manual spot laser welding
(MDPI, 2022-11-01) Reis, Murat; Şerifagaoğlu, Emre; REİS, MURAT; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019
In producing custom-made systems, using a robotic welding line that can fine-tune welding parameters is not economical, and laser welding is usually done manually. The most common operator error in manual welding operations is the angular positioning error between the laser beam and the plate surface. This study introduces a smart handheld welding torch device that assists the welding operator with visual warnings. It measures the sheet surface angle to eliminate angular positioning errors, calculates the appropriate torch holding angles accordingly, and helps the laser welding process with the right angle. For this purpose, this study focused on micro-laser spot welding applications of stainless (inox) kitchen and hotel equipment, and the effect of angular positioning errors on the welding quality was investigated experimentally. Experiments show that when the angle between the surface normal and the welding torch is smaller than the critical welding angle, heat-induced traces or micro-deformations occur on the visible surface of the thin stainless material. In addition, there is a significant decrease in the weld quality, since a large enough weld area cannot be created at large values of this angle. The optimum torch angle range was determined using experimental results for the available laser welding parameters. With a standard welding torch and the smart torch, the welding operator was allowed to repeat the same task, and the payloads of the samples prepared in this way were measured. Test results show that using a smart welding torch with an angular positioning assist system significantly improves welding quality. Breaking force values vary in a wide range of welds made with a standard welding torch, and visual problems such as burning, puncture, and swelling are encountered on the visible surfaces of many samples with high strength values. When the developed smart torch was used, the breaking force remained within the desired reference range, and no visual defects were found in any sample.
A variable clutch mechanism for adjustable stiffness actuators based on bending and torsion of prismatic beams
(MDPI, 2023-01-01) Reis, Murat; Tüfekçi, Kenan; REİS, MURAT; TÜFEKCİ, KENAN; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü; 0000-0001-5853-488X; 0000-0001-5358-1396; AAI-1786-2019; AAG-7076-2021
Today, a major obstacle to developing locomotion mechanisms that are as safe and energy efficient as living organisms has been overcome with the development of actuators with adjustable stiffness. This work presents an innovative clutch mechanism whose stiffness can be adjusted based on the combined bending and torsion of the prismatic beams. In this way, the stiffness of any rotary actuator can be adjusted with the help of this clutch mechanism. The adjustable clutch mechanism consists of elastic prismatic beams placed in any position in the power transmission unit. The stiffness of the clutch mechanism is controlled by varying the active clutch length of these prismatic elastic beams using an additional actuator. This work is a new version developed to solve the mechanical problems observed in our previous studies using elastic cylindrical beams. Cylindrical beams subjected to dynamic bending have a higher risk of cracking on the cylindrical surface over time. The cross-section of cylindrical beams subjected to bending is very narrow at the point furthest from the center, which bears the greatest load in bending. For this reason, it has been observed that the beams break due to micro-cracks on the surfaces of the cylindrical beams in long-term use. However, the rectangular beam proposed as a solution to this mechanical problem is subject to combined torsion and bending, complicating the analytical solution. In this study, the stiffness variation of an adjustable elastic coupling mechanism depending on the coupling length was obtained with a simplified discrete analytical approach. Torsional and bending stiffness of the prismatic beams were calculated separately, and their sum gave the angular stiffness of the actuator. The analytical results obtained using this simple approach are compared with the experimental and finite element analysis results. The results show that the current design can adjust the stiffness over a wide range and the simple analytical approach gives more accurate results as the clutch length increases.
An investigation of the breaking dynamics of a vehicle which carries liquid cargo
(Pamukkale Univ, 2006-01-01) Reis, Murat; REİS, MURAT; Pala, Yaşar; PALA, YAŞAR; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019
In this study, the effects of fluid motion in external fuel tanks on the dynamics of breaking system are investigated. The unconstrained motion of fluid also called sloshing causes high dynamic loads especially in highly accelerated motion of massive bodies. These dynamic loads affect the dynamic behavior of truck, and, inversely, the reaction of truck affects the fluid motion. The interaction between fluid and truck affects the whole system's dynamics. In this study, the breaking performance of truck carrying fluid cargo at various ratios of plenitude is investigated using simulation techniques via Msc. Dytran and the swinging pendulum method. The kinetic coefficient of friction is assumed to be constant during the motion. The effect of fluid motion on the system's dynamic has been compared for various plenitude ratios, and the efficiency of pendulum method is compared. The feasibility of pendulum method is also discussed. As a result of comparison of numerical simulations, it has been concluded that the effect of fluid motion on the truck's breakage performance in the case of % 50 plentitude ratio is higher than that of the ratios of plenitude greater than % 50. On the other hand, it has been observed that the pendulum method is useful for the plenitude ratios less than % 50 and for accelerations of a <= (1/2)g.
Application of the Jacobi method and integrating factors to a class of Painlevé-Gambier equations
(IOP Publishing, 2010-07-23) Yaşar, Emrullah; Reis, Murat; Uludağ Üniversitesi/Fen-Edebiyat Fakültesi/Matematik Bölümü.; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; 0000-0003-4732-5753; AAI-1786-2019; AAG-9947-2021; 23471031300; 26322781800
In this work, we consider the motion of chain ball drawing with constant force in the frictionless surface which is a class of the Painleve-Gambier equations. We apply Jacobi's method which enables us to obtain Lagrangians of any second-order differential equation. It is comprised that the Lagrangian obtained by Musielak's method is the particular case of the many Lagrangians that can be obtained by Jacobi's method. In addition, we obtain integrating factors and first integrals for the equation in question by Ibragimov's variational derivative approach.
Bio-inspired soft locomotion
(Frontiers Media Sa, 2023-10-02) Özcan, Onur; Nurzaman, Surya G.; Reis, Murat; REİS, MURAT; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makina Mühendisliği Bölümü.; 0000-0002-0360-8666
Dinamik yol yüklerine maruz dondurulmuş gıda saklama kaplarının kırılma analizi
(Uludağ Üniversitesi, 2017-04-24) Reis, Murat; Durmuş, Ali; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.
Bozuk yol şartları veya aracın ivmelenmesi sonucu aracın kargo yükü dikey ve yatay dinamik yüklere maruz kalmaktadır. Soğuk zincir ile dondurulmuş olarak (-20 ° C) taşınan gıdaların nakliyesinde bu dinamik yükler saklama kaplarının kırılmasına neden olan başlıca etkendir. Düşük sıcaklıklar polipropilen saklama kaplarının kırılganlıkları artmaktadır. Bunun yanında taşınan kargonun gıda olması, polimer saklama kabının kırılma dayanımını artıran bazı katkı maddelerinin kullanımı da kısıtlamaktadır. Zira pek çok katkı maddesi saklama kabının dayanımını artırıp kırılganlığını azaltırken, diğer yandan insan sağlığına tehdit oluşturan bileşenler içermektedir. Bu durum özellikle gıda maddelerinin taşımasında bazı özel tedbirlerin alınması veya istif sayısının sınırlandırılmasını gerektirir ki, bu da taşıma maliyetlerinin yükselmesi anlamına gelmektedir. Bu çalışmada polimer dondurma kutularının düzgün olmayan yol şartlarındaki kırılma analizi MSC.Dytran programı yardımı ile yapılmakta ve belirtilen ivme ve yükleme koşulları için emniyetli cidar kalınlığı tespit edilmektedir.
Dynamic analysis of a bridge supported with many vertical supports under moving load
(Riga Tecnical Univ-Rtu, 2008) Reis, Murat; Pala, Yaşar; Karadere, Gültekin; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019; AAI-8193-2021; 26322781800; 6603273385; 6503894456
This study is devoted to the investigation of dynamic analysis of a bridge supported with many vertical supports under a moving load. Each vertical support is modelled as a linear spring and a linear damper. The analysis is based on Euler-Bernoulli beam theory. The present method utilises the concept of distributed moving load, spring force and damping force, and avoids the use of matching conditions. Expressing these forces in tenus of the unknown function of the problem, it highly simplifies obtaining an exact solution. An important property of Dirac delta distribution function is utilised in order to reach the exact solution. Considering one and three vertical supports, the response of the supported bridge is plotted and compared to different values of parameters. In the case of an undamped bridge with no support, the results are compared with those of previous papers.
Dynamic response of a beam supported with damper under moving load
(Tecno-Press, 2009-03-10) Reis, Murat; Pala, Yaşar; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019; 26322781800; 6603273385
The response of a simply supported finite beam, which is subjected to viscous damping and carries a moving force by transforming singular moving force and singular damping force to distributed force field is investigated. This is done by transforming singular moving force and singular damping force to a continuously distributed force field by means of the property of Dirac delta distribution function. The uniform beam is simply supported,moving velocity V and moving load F are constants. The effect of moving loads on the damped beams was checked by Fourier sinus series approach. Some equations have been provided to satisfy the experiment. This method can be used in case of several damping and linear springs.
Dynamic response of a cracked beam under a moving mass load
(Asce-Amer Soc Civil Engineers, 2013) Pala, Yaşar; Reis, Murat; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019; 6603273385; 26322781800
This study is devoted to the investigation of the effects of inertial, centripetal, and Coriolis forces on the dynamic response of a simply supported beam with a single crack under moving mass load. As in the case of beams without a crack, it is shown that these forces must be considered in the analysis. The inertial, centripetal, and Coriolis forces are appreciably affected by the mass and the velocity of the moving load. The response of the system is obtained in terms of Duhamel integral. The differential equation that involves a nonlinearity on its right side is solved via an iterative procedure. The results are exemplified for various values of the variables.
Dynamic response of a slightly curved bridges under moving mass loads
(Riga Technical Univ-Rtu, 2009) Reis, Murat; Pala, Yaşar; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019; 26322781800; 6603273385
In this research, the dynamic response of a slightly curved bridges under moving mass load is studied using an analytical approach. A solution method similar to the method of successive approximation has been used. The method has been exemplified for the special values of the variables. The effects of some variables have been specifically investigated. The results reveal that the inertial, centripetal and Coriolis forces must be involved in the analysis especially when the slightly curved bridges under moving loads with high speed are examined. Depending on the convexity and concavity of the initial curve, the effects of these forces become different. In a curved bridge, the moving mass affects the bridge more than that in a straight bridge with increasing the velocity of the moving mass. It has been observed that the forced vibration of the bridge is strongly influenced by the velocity of the moving mass. Many figures have been plotted to show clearly the effects of the variables.
An energy-efficient hopping robot based on free vibration of a curved beam
(IEEE-INST Electrical Electronics Engineers, 2014-02) Iida, Fumiya; Reis, Murat; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019; 26322781800
This paper explores a design strategy of hopping robots, which makes use of free vibration of an elastic curved beam. In this strategy, the leg structure consists of a specifically shaped elastic curved beam and a small rotating mass that induces free vibration of the entire robot body. Although we expect to improve energy efficiency of locomotion by exploiting the mechanical dynamics, it is not trivial to take advantage of the coupled dynamics between actuation and mechanical structures for the purpose of locomotion. From this perspective, this paper explains the basic design principles through modeling, simulation, and experiments of a minimalistic hopping robot platform. More specifically, we show how to design elastic curved beams for stable hopping locomotion and the control method by using unconventional actuation. In addition, we also analyze the proposed design strategy in terms of energy efficiency and discuss how it can be applied to the other forms of legged robot locomotion.
Genleştirilmiş polipropilen tampon dolgu malzemelerinde yoğunluğun yaya çarpışma performansına etkisinin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2022-09-07) Bulut, Selda; Reis, Murat; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Makine Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0002-1769-6193
Tampon darbe emiciler taşıtlarda tampon ve çarpışma kutusu arasında yer alan ve çarpışma anında tampondan aldığı enerjinin bir kısmını sönümleyerek, çarpışma kutusuna ileten pasif güvenlik yapılarıdır. Bu yapılar düşük hızlardaki park kazalarında veya taşıt yaya çarpmalarında belirgin bir rol üstlenirken, yüksek hızlı kazalarda ihmal edilebilir seviyede düşük enerji sönümleme özelliğine sahiptir. Bu çalışmada tampon darbe emici malzemelerin yoğunluk değişiminin, taşıt ile yaya kazalarında yayanın yaralanması üzerine etkisi bilgisayar destekli simülasyonlar ile incelenmiştir. Simülasyonlarda yayanın çarpma anında taşıta temas eden bacak kısmı için silindirik ve düz olmak üzere iki farklı yaya modeli belirlenmiştir. Belirlenen bu rijit yaya modeli taşıt tamponuna ortadan ve çeyrek dilimden çarpacak şekilde ayarlamıştır. Simülasyonlar düşük hızlı taşıt yaya çarpmalarında dahi tamponun, tampon darbe emici yapıya kadar deforme olduğunu ve yayaya etkiyen çarpışma kuvvetini darbe emicinin yoğunluğuna bağlı olarak ciddi şekilde arttığını göstermektedir. Ayrıca aracın orta noktasından gerçekleştirilen çarpışmalarda tampon darbe emici tasarımı gereği çarpışmaya direk katıldığı ve aktif rol oynadığı görülmüştür. Fakat tamponun çeyrek diliminden çarpmalarda ise tampon darbe emici çarpışmaya katılmadan, tampon direk katılarak tepki kuvveti iletmiştir.
Hareketli yüklere maruz mesnetli eğrisel kirişlerin dinamik davranışlarının incelenmesi
(Uludağ Üniversitesi, 2009-12-16) Reis, Murat; Pala, Yaşar; Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Makine Mühendisliği Anabilim Dalı.
Bu çalışmada, hareketli yüklerin etkisi altındaki kirişlerin dinamik davranışları incelenmektedir. Analizlerde Euler-Bernoulli kiriş teorisi kullanılmaktadır. Farklı tip ve şartlardaki kirişlerin serbest titreşimleri tespit edilmiş ardından dikey kolonlarla desteklenen düz kirişlerin, eğrisel kirişlerin ve çatlak ihtiva eden kirişlerin hareketli yüklerin etkisi altındaki titreşimleri tespit edilmiştir. Dikey kolonlardaki tepki kuvvetleri kiriş üzerine yayılı birer kuvvet olarak ifade edilerek, sınır şartları ve süreklilik şartlarının kullanımından kaçınılmıştır. Bu yöntemle ne kadar çok sayıda kolon mevcut olursa olsun çözüm bölgesi parçalanmadığı ve ekstra sınır şartları tanımlanmadığı için çözüme oldukça basit işlemlerle ulaşılmıştır. Eğri kirişlerde ve yüksek hızla hareket eden sistemlerde atalet etkisinin yanında merkezcil ve Coriolis ivme etkilerinin de göz ardı edilmemesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Burada elde edilen en önemli sonuçlardan birisi de hareketli kütlenin hızının kirişin dinamik davranışı üzerinde oldukça etkili olduğudur. Hareketli yükün etkisindeki kirişin cevabı Duhamel integrali ile verilmektedir. Diferansiyel denklemin sağ tarafındaki merkezcil ve Coriolis ivme terimlerinden kaynaklanan gayri-lineer terimler yarı iteratif bir yaklaşımla çözülmüştür. Sonuç kısmında hareketi etkileyen değişkenlerin pek çok değeri için sayısal örnekler sunulmaktadır.
Harici yakıt tanklarındaki sıvı davranışının araç dinamiğine etkisi
(Uludağ Üniversitesi, 2004-10-14) Reis, Murat; Pala, Yaşar; Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Makine Mühendisliği Anabilim Dalı.
Bu çalışmada harici yakıt tanklarındaki sıvı davranışının aracın firen dinamiği üzerine etkisi incelenmiştir. Çalkantı olarak adlandırılan akışkanın bulunduğu hacim içerisindeki serbest hareketi özellikle yüksek ivmelerin ve büyük kütlelerin söz konusu olduğu uygulamalarda araç üzerinde ciddi dinamik yükler oluşturmaktadır. Bu dinamik yükler aracın dinamik davranışını etkilemektedir. Aracın dinamik davranışındaki tepki ise akışkanın hareketini etkilemektedir. Bu çalışmada akışkan kargo taşıyan aracın fren performansı bu etkileşim dahilinde ve sabit sürtünme katsayılı yol kabulü altında farklı doluluk oranlan için MSC.Dytran programı yardımı ile yapılan simülasyonlarla ve analitik sarkaç yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Farklı doluluk oranlarında akışkan hareketinin araç dinamiğine etkisi karşılaştınlmıştır. Ayrıca sarkaç yönteminin kullanılabilirliği tartışılmıştır. Karşılaştırma sonucu %50 doluluk oranın altında akışkan davranışının araç dinamiğine etkisinin yüksek doluluk oranına göre daha fazla olduğu sarkaç yönteminin ise araç ivmesinin yerçekimi ivmesinin yaklaşık yansı değerindeki ivme değerleri ve %50 'nin altındaki doluluk oranlannda kullanışlı olduğu tespit edilmiştir.
Hopping robot based on free vibration of an elastic curved beam
(IEEE, 2011) Lida, Fumiya; Reis, Murat; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019; 26322781800
This study presents a novel approach to the design of low-cost and energy-efficient hopping robots, which makes use of free vibration of an elastic curved beam. We found that a hopping robot could benefit from an elastic curved beam in many ways such as low manufacturing cost, light body weight and small energy dissipation in mechanical interactions. A challenging problem of this design strategy, however, lies in harnessing the mechanical dynamics of free vibration in the elastic curved beam: because the free vibration is the outcome of coupled mechanical dynamics between actuation and mechanical structures, it is not trivial to systematically design mechanical structures and control architectures for stable locomotion. From this perspective, this paper investigates a case study of simple hopping robot to identify the design principles of mechanics and control. We developed a hopping robot consisting of an elastic curved beam and a small rotating mass, which was then modeled and analyzed in simulation. The experimental results show that the robot is capable of exhibiting stable hopping gait patterns by using a small actuation with no sensory feedback owing to the intrinsic stability of coupled mechanical dynamics. Furthermore, an additional analysis shows that, by exploiting free vibration of the elastic curved beam, cost of transport of the proposed hopping locomotion can be in the same rage of animals' locomotion including human running.
Improving the load distribution in the automobile front collision zone by adding 's' shaped curved collision rail
(Pamukkale Univ, 2023-01-01) Bilbay, Fahri Berk; REİS, MURAT; Bilbay, Fahri Berk; Reis, Murat; Gülçimen Çakan, Betül; Ensarıoğlu, Cihat; ENSARİOĞLU, CİHAT; Çakır, Mustafa Cemal; ÇAKIR, MUSTAFA CEMAL; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/ Makine Mühendisliği Bölümü.; F-9772-2018
In this study, the performance of the front collision zone of the vehicle, reinforced with an S-shaped front collision rail, was compared to that of the classic straight front collision rail. In order to create a safe living cage in automobiles, half vehicle model was used and the collision performances of two different front collision zone models were compared. Torsion, bending and frontal impact scenarios were created with Hyperworks-Optistruct software to obtain versatile and continuous load paths in the vehicle. Vehicle front collision zone elements were designed with Siemens NX software based on the resulting load paths. Altair Hypermesh software was used to create the material properties, connection/contact zones and element mesh structures of the front collision zone components, and thus the preprocessing step was completed. Two different collision zone models were used to compare the collision zone with the classic arm and the one reinforced with the "S" shaped collision arm. The amount of energy absorbed by the collision zone components, the total displacement in the collision zone, the loads transmitted to the passenger cabin and the efficiency of the collision force (CFE) were obtained from each simulation.
Karbon kompozit çarpışma kutularında metal takviyesinin çarpışma performansına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2020-01-30) Çelik, Mehmet Emin; Reis, Murat; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Makine Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0002-7436-6975; 0000-0001-5853-488X
Trafikteki otomobil sayısının artması doğal olarak trafik kazalarının da artmasına sebep olmaktadır. Otomobillerde olası bir kaza durumunda gerek şoför gerekse yolcuların güvenliğini sağlayabilmek amacıyla çeşitli güvenlik sistemleri kullanılmaktadır. Pasif güvenlik elemanlarından biri olan çarpışma kutuları genellikle alüminyum ve çelik malzemelerden üretilmektedir. Fakat her geçen gün yakıt tüketiminin ve karbon emisyonunun azaltılması için çarpışma kutuları dahil araçların birçok elemanı kompozit malzemelerden özellikle de karbon fiber malzemelerden imal edilmek istenmektedir. Bu çalışmada, metal örgü tel takviyesinin karbon fiber kompozit çarpma kutularının çarpışma performansına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Silindirik geometriye sahip dört farklı tip metal takviyeli ve iki adet takviyesiz olmak üzere altı farklı tip test numunelerinden üçer adet toplamda on sekiz çarpışma kutusu numunesi üretilmiş ve aynı şartlarda düşürme testlerine tabi tutulmuştur. Deneylerde metal takviyeli karbon fiber çarpışma kutularında tel çapı ve tel yoğunluğu değişken olmak üzere dört farklı AISI304 örgü tel kullanılmıştır. Metal takviyeli numunelerde örgü tel, çift eksenli (biaxial) tipi iki karbon fiber kumaş arasına yerleştirilmiştir. Metal takviyesiz test numunelerinde ise ilk test numunesinde iki kat ve üç kat çift eksenli (biaxial) tipi karbon fiber kumaş, elle yatırma yöntemi ve reçine kullanılarak üretilmiştir. Deneyler sonucunda düşük çaplardaki ince metal tel takviyesinin kalın örgülü tele kıyasla daha iyi sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Ancak karbon kompozit çarpışma kutularında metal örgü teli takviyesinin, birim kütle başına özgül enerji emilim değerini azalttığı ve bu nedenle çarpışma kutusu performansına kayda değer bir pozitif etkisinin olmadığı anlaşılmıştır.
Konsol kirişin burulma ile eğilme altında mekanik davranışının incelenmesi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2021-08-15) Vatansever, Hüseyin; Reis, Murat; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Makine Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0002-5604-0656
Mekanik analiz çalışmaları, tasarlanan parçaların mekanik özelliklerinin daha iyi anlaşılmasını sağlayarak, ilgili parçaların verimliliklerinin artmasını sağlamaktadır. Mekaniğin en önemli konularından biri ise bileşik gerilme altındaki parçaların mekanik davranışlarının anlaşılması ve incelenmesidir. Bileşik gerilmelerin incelenmesi için süperpozisyon yöntemi tercih edilmektedir; fakat süperpozisyon yöntemi bileşik gerilmelerin birbirleri üzerindeki etkilerini göz ardı etmektedir. Bu etkilerin daha iyi anlaşılması için bu çalışmada burulma ile eğilme etkisi altındaki dikdörtgen bir kesitin mekanik davranışı incelenerek, analitik çözüm için temel denklemler oluşturulmuştur. Bileşik gerilmenin birbiri üzerindeki etkilerinin gösterimi için sertlik mekanik özelliği seçilmiştir. Sertlik değeri üzerinde çalışma yapmak için basitleştirilmiş bir eyleyici modeli kullanılmıştır. Bu model, kirişleri tutan bir diskten, kirişlerden ve moment kolundan oluşmaktadır. Eyleyicinin içerisinde bulunan dört konsol kirişin uzunluklarının ve konumlarının değişmesinin sertlik üzerindeki etkilerinin analitik, deneysel ve sonlu elemanlar yöntemi ile analizleri yapılmıştır. Farklı analiz yöntemleri kullanılarak sonuçların tutarlılıklarının karşılaştırılması ve ileriki çalışmalara rehberlik etmesi amaçlanmıştır. Farklı uzunluk değerlerine sahip kirişler üzerinde analizler yapılmıştır. Ayrıca kirişlerin merkeze olan değişik uzaklıkları için sertlik değerleri hesaplanmıştır. Yapılan analizlere göre kirişlerin uzunluklarının artmasıyla sertlik değerinin düştüğü ortaya konulmuştur. Sonuçlara göre kirişlerin konumlarının merkez noktadan uzaklaşması ile sertlik değerlerinin arttığı sonucuna ulaşılmıştır. Analitik yöntemin, özellikle kısa uzunluklardaki kirişlerin analizlerinde, deneysel sonuçlardan farklı sonuçlar verdiği görülmüştür. Euler-Bernoulli kiriş teorisinin uzun ince kirişlerde daha doğru sonuçlar verdiği fark edilmiştir. Kirişlerin burulma sertliğinin, kirişlerin konumundan etkilenmediği ortaya konulmuştur.
Morphological computation of multi-gaited robot locomotion based on free vibration
(MIT Press, 2013) Yu, Xiaoxiang; Maheshwari, Nandan; Iida, Fumiya; Reis, Murat; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019; 26322781800
In recent years, there has been increasing interest in the study of gait patterns in both animals and robots, because it allows us to systematically investigate the underlying mechanisms of energetics, dexterity, and autonomy of adaptive systems. In particular, for morphological computation research, the control of dynamic legged robots and their gait transitions provides additional insights into the guiding principles from a synthetic viewpoint for the emergence of sensible self-organizing behaviors in more-degrees-of-freedom systems. This article presents a novel approach to the study of gait patterns, which makes use of the intrinsic mechanical dynamics of robotic systems. Each of the robots consists of a U-shaped elastic beam and exploits free vibration to generate different locomotion patterns. We developed a simplified physics model of these robots, and through experiments in simulation and real-world robotic platforms, we show three distinctive mechanisms for generating different gait patterns in these robots.
Morphological computation of multi-gaited robot locomotion based on free vibration
(MIT Press, 2013-01) Yu, Xiaoxiang; Maheshwari, Nandan; Iida, Fumiya; Reis, Murat; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-5853-488X; AAI-1786-2019; 26322781800
In recent years, there has been increasing interest in the study of gait patterns in both animals and robots, because it allows us to systematically investigate the underlying mechanisms of energetics, dexterity, and autonomy of adaptive systems. In particular, for morphological computation research, the control of dynamic legged robots and their gait transitions provides additional insights into the guiding principles from a synthetic viewpoint for the emergence of sensible self-organizing behaviors in more-degrees-of-freedom systems. This article presents a novel approach to the study of gait patterns, which makes use of the intrinsic mechanical dynamics of robotic systems. Each of the robots consists of a U-shaped elastic beam and exploits free vibration to generate different locomotion patterns. We developed a simplified physics model of these robots, and through experiments in simulation and real-world robotic platforms, we show three distinctive mechanisms for generating different gait patterns in these robots.