Hafif bir ticari otonun arka süspansiyon yaprak yayının Türkiye koşullarına göre yorulma analizi

Abstract

Bu tezde öncelikle yorulma hataları ve veri toplama sistemleri üzerine bir literatür taraması yapı lmıştır. Otonun kullanımından dolayı oluşacak yorulma hatalarım inceleyen çeşitli deneysel veri toplama metotları incelenmiştir. Bu metotlar içerisinden müşteri kullanım profilini bir anket yolu ile tespit eden metot seçilmiştir. İlgili firmanın servislerinin yardımı ile örnek hafif ticari otonun müşterileri üzerine Türkiye pazarında anket yapılmıştır. Anket sonuçları düzenlenerek Türk müş terisinin kullanım profili ( güzergah yüzdesi,yük taşıma kapasitesi,seyahat amacı )belirlenmiştir. Bir örnek hafifi ticari oto yolcu taşıyıcı modeli Türk yollarının ve kullanım koşullarının tespit edilmesi için cihaz ve duyargalarla donatılmıştır. Arka yaprak yayının yorulma ömrünün incele nebilmesi için gerekli olan verileri algılayacak birim şekil değiştirme duyargası ( strain -gauge ) ile donatılması ilgili firma yurtdışındaki yol testleri bölümünün yardımları vasıtasıyla hazırlan mıştır. Hazırlanan strain-gauge li yaprak yay otoya takmadan önce kalihrasyon değerleri belirlenmiş ve doğrulaması yapılmıştır. Bursa civarında kısa yol testleri ile ilk toplanan ilk veri lerin çalışmaları nSoft yazılımında değerlendirilmesi yapılmıştır. Daha sonra Türkiye de yapıla cak veri toplanması için yol test planı belirlenmiştir. Belirlenen güzergah da Türkiye'nin çeşitli illerinde çeşitli duyargalardan yol karakteristik verileri kayıt edilmiştir. Türkiye yolarının arka yaprak yaydaki etkileşimi ve yol sınıflarına göre kıyaslaması yapılarak karakteristik değerler verilmiştir. Veriler yol sınıflarına göre düzenlenip standart sapma metodu kullanılarak sinyallerdeki spikelar,makrolar ve görsel onaylamalar vasıtasıyla temizlenmiştir. Spike işlemi giderilen sinyallere düşük geçiş ( low-pass ) filitreleme metodu uygulanarak 100 Hz in üzerindeki yorulma 'ya etkisi olmayan yüksek frekanslı veriler silinmiş ve kalan sinyaller kullanılabilir hale getirilmiştir. Sinyal analizi tamamlanmış verilere yorulma analizi için istatistiksel yöntemlerden Rainflow yöntemi kullanılarak yorulma çevrimleri makrolar yazılarak çıkarılmıştır. Otonun ömrü ilgili firma ı şartnamelerinden B sınıfı için 200.000 km olarak alınmıştır. İki yüz bin km lik değer yol sınıflarına göre Türk müşteri güzergah kullanım verileri ile çarpılarak elde edilen yol uzunluk larına test yapılan uzunluklar normalize edilmiştir ve global çevrim değerleri oluşturulmuştur. Örnek hafif ticari otonun arka yayının geometrik modeli ilgili firmada kullanılan 3 boyutlu ölçüm cihazı Gamma -3D ile txt formunda oluşturulmuş ve Pro -Engineer yazılımına akta rılmıştır. Oluşturulan bu noktalar bulutu ile igs formunda matematiksel model oluşturulmuş ve ardından MSC/ Patran yazılımına aktarılmıştır. Sonlu elemanlar modeli için hexagon katı 5728 adet hexagon prizmatik elemanı kullanılarak kritik noktalarda daha hassas olmak kaydıyla 9156 adet bağ-lama noktası ile oluşturul-muştur. Oluşturulan sonlu elemanlar modeli üzerinde değişik sınır şartlarında bankoda ölçülen değerlerin bilgisayar yazılımında benzeşimini kurmak için iki değişik sınır şartlarında kalihrasyon çalışmaları MSC/Nastran programı kullanılarak lineer ve nonlineer analizleri yapılmıştır. Yorulma analizi yüksek çevrimli S-N gerilme ömür metoduna göre kullanılarak MSC/Fatigue programında yapılmıştır. Yapılan bu çalışma sonucunda otonun ön görülen 200.000 km lik ömür için örnek hafif ticari otonun yaprak yayının yorulma hatasının meydana gelmediği yani öngörülen ömürde kırılmadığı bulunmuştur.