Otomotiv endüstrisinde malzeme ve şekil optimizasyonu

Abstract

Günümüzde dizayn optimizasyon ve yorulma analizleri birer standart haline gelmiştir. Özelikle yeni ürün geliştirme ve iyileştirme işlemleri bu kriterler göz önüne alınarak yapılmaktadır. İlk zamanlar otomotiv üreticileri geleneksel method olan fiziksel test yöntemini kullanmaktaydılar. Artan müşteri talepleri sonucu otomotiv firmaları ürün geliştirme süreçlerini kısaltma ihtiyacı duydular ve Bilgisayar Destekli Mühendislik uygulamalarını aktif olarak kullandılar. Bu çalışmanın amacı bilgisayar destekli tasarım metodlarının ürün geliştirme sürecinde sağladığı faydaları görebilmektir. Bu çalışmada gerçek bir mühendislik problemi, yapılan statik ,optimizasyon ve yorulma analizleri ile giderilmiştir. İlk olarak sonlu elemanlar metoduna dayalı olarak lineer statik analiz yapılmıştır. Matematiksel model bilgileri, malzeme bilgileri , sınır ve yük şartları aslına uygun olarak alınmıştır. Yük olarak gerçek çalışma koşulları altındaki değerler uygulanmıştır. Yükün uygulanışı, üretici tarafından önceden belirlenmiş test şartnamesine uygun olarak yapılmıştır, yapılan statik analiz sonucunda yaprak yay üzerinde kritik noktalar tesbit edilmiştir. Elde edilen değerlerin malzeme akma noktasının üzerinde çıktığı görülmüş ve ardından firmanın uygun gördüğü sınırlarda tasarım optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon analizinde Ansys 5.4 yazılımı kullanılmıştır. Analizler sonucu gerilme açısından en uygun tasarım belirlenmiştir. Ayrıca yaprak yay dinamik yükler altında çalıştığından dolayı sonlu elemanlar metoduna dayalı yorulma analizi yapılmıştır. Yorulma analizi Msc Patran/ Fatigue 2000 yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen yeni tasarımın ömür değerinde iyileşme olduğu görülmüştür. Sonuç olarak bu yazılımların ürün geliştirme problemlerine çözüm getirdiği görülmüş ve sağladığı faydalar irdelenmiştir.Nowdays Design Optimization analysis and fatigue analysis are getting standart in automotive industry. Especially new product developments and improvements are doing according to these criterias. In the past manufacturers were using tradational physical test methods. By the increasing customer demands automotive companies need to shorten time-to-product development, thus used CAE tools actively in their process. The aim of this study is discussing advantages of CAE methods during in nevv product development process. In this study, a real engineering problem analysed and solved by using statical, optimization and fatigue analysis techniques. Firstly linear statical analysis is done by using finite element methods. Mathematical model, material information and load and boundary conditions is applied as given in real part. The loads are applied as in real working conditions. Loads are defıned by producer as test specifications. After the statical analysis some critical points are defıned. Then according to boundary conditions given by producer the design is optimised. For this analysis Ansys 5.4 is used as software. By the end of analysis optimum design in case of stress is derived. Addition to that due to the parabolic spring is working under dynamical load conditions fatigue analysis is done by using Finite element method. . For this analysis Msc Patran / Fatigue 2000 is used as softvvare. It is shovvn that new design is better then the old one concerning the durability side. As a conclusion it is shovvn that these methods gets solution to product development problems and advantages is also discussed.