Yönlendirme sistemlerinin yataklarında kullanılan acetal/polyoxymethylene (POM) malzemenin farklı sıcaklıklarda, bası yükü altında mekanik özelliklerinin değişiminin deneysel ve sayısal simülasyonu
Determining mechanical properties of the steering joint ball race material acetal/polyoxymethylene (POM) at compression loading and different temperatures with experimental and numeric simulation
Yazar: ONUR KIRLI
Danışman: DOÇ. DR. HASAN YILDIZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Otomotiv sektöründe ürünlerin güvenilirliğini sağlayan en etkili araçlar testlerdir. Yol etkilerinin sönümlenmesini ve sürüşün yönlendirilmesini sağlayan emniyet parçalarının testlerde başarı sağlamadan, piyasaya sunulması mümkün değildir. Fakat uzun süren ve tekrarlar içeren test süreçleri ürün maliyetlerine yansımaktadır. Çalışmalar kapsamında bu test süreçlerinin bilgisayar ortamında gerçekleştirilebilmesini sağlayacak metot ve bilgiler karşılaştırılmalı olarak sunulmuş örneklerle açıklanmıştır.Yönlendirme sisteminde birbirleri ile çalışan parçalar zincirinin en düşük dayanımlı parçası polimer yataktır. Tüm sistemin performansı ve güvenilirliği, yatak malzemesinin ömrü ve çalışma koşullarına uyumu ile ilişkilidir. Bu yüzden çalışma kapsamında polimer yatağa odaklanılmış ve yatak malzemesinin özelliklerinin; hem malzeme testleri hem de ürün doğrulama testleri ile uyumlu olmasını sağlanmıştır.Granül haldeki POM polimerinin kalıp içine sıcak enjeksiyonu sonucunda elde edilen endüstriyel nihai ürünün mekanik özelliklerinin, doğrusal olmayan sonlu elemanlar analizlerinde kullanılabilmesi için gerekli malzeme tanımı araştırılmıştır. Farklı malzeme tanımları, testler ile karşılaştırmalı olarak sonlu elemanlar analizleri ile değerlendirilmiş ve en uyumlu tanımlama tespit edilmiştir.Polimer yatak parçasının; küresel bağlantı montajı, değişik sıcaklıklardaki ısıl işlemleri ve testler sırasında üzerinde oluşan gerilmeler ve yer değiştirmeler test sonuçları ve sonlu elemanlar analizleri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve testlerin sanal ortamda yapılabilmesi için metotlar geliştirilmiştir.

Abstract:
Tests are the most effective tool which ensure the reliability of products in the automotive area. It is not possible to present the products which suspends the driving vibrations and directs the driving, without ensuring success at safety tests. But long-lasting cycles of re-test durations reflect to the product cost. At the scope of the works, methods and information described with comparison about developing testing process at virtual environment and explained with examples.At the steering systems, polymer ball race have the lowest stiffness inside the chain of parts working with each other. Performance and the reliability of the full system depends on the wear life and working conditions of the ball race. Therefore, within the scope of work polymer ball race were focused and properties of ball race material is provided, compatible with verification tests and material tests.Non-linear finite element material model definition for the mechanical properties of industrial product which was injected into mold from the granule polymer POM, was searched. Different material definitions were evaluated with the comparison of test and finite element analysis and the most proper definition was determined.Finite element analysis of the stresses and displacements over the polymer ball race after the loadings; ball race assembly, tempering at different temperatures and verification tests were performed with the comparison of the tests and methods were developed to simulate tests at virtual environment.