T.C. DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 12 METRE OTOBÜSE AİT ARKA DİNGİL HAVA SÜSPANSİYONUNDA HAVA KÖRÜĞÜ TRAVERSİNİN ANALİZİ VE OPTİMİZASYONU BİTİRME PROJESİ GÜLŞAH KURT Projeyi Yöneten Prof. Dr. N. Sefa KURALAY Mayıs,2012 İzmir I T.C. DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 12 METRE OTOBÜSE AİT ARKA DİNGİL HAVA SÜSPANSİYONUNDA HAVA KÖRÜĞÜ TRAVERSİNİN ANALİZİ VE OPTİMİZASYONU BİTİRME PROJESİ GÜLŞAH KURT Projeyi Yöneten Prof. Dr. N. Sefa KURALAY Mayıs,2012 İzmir II TEZ SINAV SONUÇ FORMU Bu çalışma … / … / …. günü toplanan jürimiz tarafından BİTİRME PROJESİ olarak kabul edilmiştir. Yarıyıl içi başarı notu 100 (yüz) tam not üzerinden ……… ( …………….…. ) dir. Başkan Üye Üye Makine Mühendisliği Bölüm Başkanlığına, 2007508065 numaralı Gülşah KURT, jürimiz tarafından … / … / …. günü saat …… da yapılan sınavda 100 (yüz) tam not üzerinden ……. almıştır. Başkan Üye Üye ONAY I TEŞEKKÜR Bir otobüsün arka dingil hava süspansiyonunda bulunan hava körüğü traversinin optimizasyonu konusunda hazırlamış olduğum bu çalışmada desteğini ve görüşlerini benden esirgemeyen saygıdeğer hocam Prof. Dr. N. Sefa KURALAY’a, çalışma boyunca değerli fikir ve önerileriyle projenin yürütülmesinde ve sonuçlandırılmasında benden yardımlarını esirgemeyen hocam Dr. M. Murat TOPAÇ’a, projenin teknik verilerinin elde edilmesine yardımcı olan ve proje sürecinde beni yönlendiren BMC Sanayi ve Ticaret A.Ş’ ye teşekkürlerimi sunarım. II ÖZET Bu çalışmada, BMC Sanayi ve Ticaret A.Ş. tarafından M3 sınıfı ‘Belde 3 Kapılı Belediye Otobüsü’nün arka askı sisteminde kullanılan körük taşıyıcıların referans yük durumu için statik gerilme ve yorulma analizleri yapılmış, gerekli konstrüktif sınırlamalara bağlı kalınarak yeniden tasarlanan körük taşıyıcı üzerinde yapılan optimizasyon çalışması yapılmıştır. İlk olarak, sabit askı sistemleri ve hava yayları hakkında ön bilgi verilmektedir. Körük taşıyıcı ve gerekli bağlantı parçalarının katı modelleri SolidWorks 2010 programı ile oluşturulmuştur. Ardından katı model ANSYS WORKBENCH 12.1 programında engelin aşılması durumu için hesaplanan dinamik aks yükleriyle test edilmiş ve değerlendirilmiştir. III İÇİNDEKİLER TEZ SINAV SONUÇ FORMU I TEŞEKKÜR II ÖZET III İÇİNDEKİLER IV ŞEKİL LİSTESİ VI TABLO LİSTESİ VII BÖLÜM I 1 GİRİŞ 1 1.1 Tekerlek Askı Sistemleri 1 1.1.1 Akslar 1 1.1.2 Hava Yaylar 2 BÖLÜM II 4 KATI MODELLERİN OLUŞTURULMASI 4 2.1 Körük Taşıyıcının Modellenmesi 4 2.2 Parametrik Modelin Oluşturulması ve Parametrelerin Tanıtımı 6 2.2.1 Parametrelerin Tanıtılması 7 2.2.1.1 Derece Parametresi 7 2.2.1.2 Yükseklik parametresi 8 2.2.1.3 Sac Kalınlığı Parametresi 10 BÖLÜM III 11 DEĞİŞİK YOL ŞARTLARINDA ARKA AKSA GELEN YÜKLERİN HESAPLANMASI 11 3.1 Araç Teknik Verileri 11 3.2 Lastik Çaplarının Bulunması 12 3.3 Engelin Aşılması Durumu 12 4. STATİK ANALİZ 14 4.1 Modelin Ansys Workbench’e Aktarılması 14 4.2.1 Yükleme ve Sınır Şartları 14 4.2.2 Engelin Aşılması Durumunun Analizi 15 4.3 Tasarlanan Yay Taşıyıcının Statik Analizi 16 4.3.1 Yükleme ve Sınır Şartları 16 IV 4.3.2 Engelin Aşılması Durumunun Analizi 16 BÖLÜM IV 18 KÖRÜK TAŞIYICININ KÜTLE AÇISINDAN OPTİMİZASYONU 18 BÖLÜM V 24 YORULMA ANALİZLERİ 24 BÖLÜM VI 29 SONUÇ VE DEĞERLENDİRME 29 KAYNAKÇA 30 V ŞEKİL LİSTESİ ŞEKİL 1 - HAVA KÖRÜKLÜ SABİT AKS 1 ŞEKİL 2 - ÇİFT KATLI KÖRÜKLÜ HAVA YAYI ŞEKİL 3 - KATLANABİLİR KÖRÜKLÜ HAVA YAYI 2 ŞEKİL 4 - BİR OTOBÜSÜN ÖN VE ARKA AKSINDA HAVA YAYI UYGULAMASINA AİT ÖRNEK 3 ŞEKİL 5 - KÖRÜK TAŞIYICI YERLEŞİM PLANI 4 ŞEKİL 6 - BELDE ARACINA AİT KÖRÜK TAŞIYICININ İZOMETRİK GÖRÜNÜŞÜ 5 ŞEKİL 7 - KÖRÜK TAŞIYICILI ARKA AKS SİSTEMİNİN MONTAJ GÖRÜNTÜSÜ 5 ŞEKİL 8 - PARÇANIN ORİJİNAL HALİ İLE TASARLANAN PARAMETRİK MODELİN KARŞILAŞTIRILMASI 6 ŞEKİL 9 - REFERANS ÇİZİM 7 ŞEKİL 10 - TASARIMIN ALT SINIR OLAN 3 DERECEDEKİ HALİ 7 ŞEKİL 11 - TASARIMIN ÜST SINIR OLAN 6 DERECEDEKİ HALİ 8 ŞEKİL 12 - YÜKSEKLİĞİ 160MM OLAN PARÇA 8 ŞEKİL 13 - YÜKSEKLİĞİ 145 MM OLAN PARÇA 9 ŞEKİL 14 - SAC KALINLIĞI 10 MM OLAN PARÇA ŞEKİL 15 - SAC KALINLIĞI 6 MM OLAN PARÇA 10 ŞEKİL 16 - MODELİN ANSYS WORKBENCH’E AKTARILMIŞ GÖRÜNÜMÜ 14 ŞEKİL 17 - YÜKLEME VE SINIR ŞARTLARI 15 ŞEKİL 18 - PARÇANIN ÜST SACINDA GÖRÜLEN GERİLME YIĞILMALARI 15 ŞEKİL 19 - TASARLANAN PARÇANIN YÜKLEME VE SINIR ŞARTLARI 16 ŞEKİL 20 - GÖVDEDE MEYDANA GELEN GERİLMELER 16 ŞEKİL 21 - ÜST SACDA MEYDANA GELEN GERİLME YIĞILMASI 17 ŞEKİL 22 - OPTİMİZASYONDA KULLANILACAK ÇIKIŞ PARAMETRELERİNİN GİRİLMESİ 18 ŞEKİL 23 - GİRİŞ PARAMETRELERİNİN GİRİLMESİ 19 ŞEKİL 24 - SAC KALINLIĞI VE DERECE PARAMETRELERİNE BAĞLI OLARAK ELDE EDİLEN YANIT YÜZEY 21 ŞEKİL 25 - YÜKSEKLİK VE SAC KALINLIĞI PARAMETRELERİNE BAĞLI OLARAK ELDE EDİLEN YANIT YÜZEY 21 ŞEKİL 26 - YÜKSEKLİK VE DERECE PARAMETRELERİNE BAĞLI OLARAK ELDE EDİLEN YANIT YÜZEY 22 ŞEKİL 27 - ST 52- 3 MALZEMESİNE AİT GERİLİM – ÇEVRİM SAYISI GRAFİĞİ 25 ŞEKİL 28 - ANSYS YAZILIMINDA TANIMLANAN ST 52 – 3 MALZEMESİNE AİT S-N EĞRİLERİ 25 ŞEKİL 29 - ANSYS YAZILIMINDA GERİLME TEORİSİ VE YÜKLEME TİPİNİN SEÇİLMESİ 26 ŞEKİL 30 – STATİK ANALİZ SONUCU ELDE EDİLEN VON MİSES GERİLMELERİ 27 ŞEKİL 31 - YORULMA ANALİZİ SONUCUNDA BELİRLENEN YORULMA ÖMRÜ 28 ŞEKİL 32 - KRİTİK BÖLGEDE ELDE EDİLEN GÜVENLİK FAKTÖRÜ DEĞERİ 28 VI TABLO LİSTESİ TABLO 1 ARAÇ TEKNİK VERİLERİ 11 TABLO 2 3 GİRDİ İÇİN DOF METODUYLA BELİRLENMİŞ 15 DİZAYN NOKTASI 20 TABLO 3 OPTİMİZASYON SONUCU PROGRAM TARAFINDAN ÖNERİLEN 3 ADAY TASARIM DEĞERİ 23 TABLO 4 15 TASARIM NOKTASI İÇİN ÖMÜR VE GÜVELİK FAKTÖRÜ TABLOSU 27 VII BÖLÜM I GİRİŞ 1.1 Tekerlek Askı Sistemleri 1.1.1 Akslar Tekerlek askı sistemleri aks muyluları ile araç gövdesi arasında ki hareketli organlardır. Bunların görevi bir taraftan tekerleklerin boyuna ve enine tam olarak yönlendirilmesi ile beraber aksın karosere göre tahrik, fren ve yan kuvvet desteğini ve diğer taraftan yoldan tekerleklere ve araç gövdesine iletilen kuvvetleri karşılayan yaylar ile stabilizatörlerin oturmalarını ve yönlendirilmelerini sağlamaktır. Aks tahrik sistemi ile kullanılan yayın şekline bağlı olarak çeşitli aks konstrüksiyonları veya tekerlek askı sistemleri kullanılmaktadır. Tahrik edilen aksların aşırı ağır olmaları, bir tekerleğin yaylanması esnasında diğer tekerleğinde tesir altında kalması, aksın yaylanmasında diferansiyel kovanı nedeni ile yer gereksinimi ve bunun neticesi olarak bagaj hacminin küçülmesi gibi dezavantajlarına rağmen bugün kamyon, otobüs ve römorklarda ön ve arka aks ve otomobillerde de yalnızca arka aks olarak kullanılmaktadır. Sabit aksların basit ve ekonomik olarak uygun bir şekilde imalatları ve oldukça sağlam yapıları nedeniyle yüksek ve ağır işletme için durumlarında kullanılmaları kaçınılmaz olmaktadır. Sabit akslarda her iki tekerlek sabit bir aks ile bağlanmış olup araç gövdesine yaylarla bağlanmıştır. Sabit aksın tahrik aksı olarak kullanılması durumunda, aks çok kere diferansiyel ile arka aks millerinin kutusu olarak şekillendirilmiştir. Bu şekilde oldukça büyük bir yaylandırılmamış kütle ortaya çıkmaktadır. Tahrik aksı olarak kullanılan bir aks “canlı dingil” olarak da adlandırılabilir. Tahrik aksı genel olarak diferansiyel kovanı, diferansiyel, tahrik aksları, fren sistemi ve süspansiyon sisteminden meydana gelmektedir. Şekil 1 - Hava Körüklü Sabit Aks 1
Description: