12 metre otobüse ait arka dingil hava süspansiyonunda hava körüğü traversinin analizi ve

39 Pages·2012·1.81 MB·Turkish

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