Hibrit araçlarda kullanılan tork limitleyici damper sistemi için geliştirilen termoplastik poliester elastomer matrisli kompozit yayların mekanik özelliklerinin belirlenmesi ve sistemin sayısal modellenmesi
Determination of mechanical properties of thermoplastic polyester elastomer matrix composite springs developed for the torque limiter damping system of hybrid vehicles and numerical simulation damping system
Yazar: CİHAT GÜL
Danışman: PROF. DR. ALİ DURMUŞ ; DOÇ. DR. NEVİN GAMZE KARSLI YILMAZ
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Deney tasarımı = Experimental design ; Elastomerler = Elastomers ; Hibrit araçlar = Hybrid vehicles ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials

Özet:
CO2 salınım oranlarında yönetmelikler ile belirlenen kısıtlardan dolayı son zamanlarda hibrit araçların daha popüler hale geldiği görülmektedir. Bu sebepten dolayı hibrit araçlar ve onların güç aktarma organları üzerine yapılan araştırmalar son zamanlarda artmaktadır. Hibrit araçlarda çeşitli güç aktarma organı yapıları bulunmaktadır. Bunlardan en bilineni "güç bölünmeli - power split" tipi hibrit güç aktarma yapısıdır. Bu çalışma "power split" tipi hibrit araçlarda kullanılan tork limitleyici sistem için tasarlanmış bir termoplastik elastomer yay üzerine çalışmaları içermektedir. Bu termoplastik elastomer yay, tork limitleyici damperi içindeki metallik komponentlerin tork limitleme fonksiyonu sırasında metalik ve istenmeyen temastan kaynaklı gürültüyü sönümlemesi için tasarlanmıştır. Tamamlanan malzeme geliştirme çalışmaları neticesinde elde edilen malzemeler ile prototip seviyesinde numuneler üretilmiş ve bu numunler ile bası, bası çevrimi ve dinamik ömür deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak boy kaybı performansı ve bası testi performansı bakımından benzer sonucu verebilen, aşınmaya karşı daha iyi performans sağlayan reçeteler elde edilmiştir. Geometrik olarak farklı tiplerde tasarlanan termoplastik elastomer yayların performansları deneysel tasarım yöntemi ile analiz edilmiş ve bunların sonucu olarak bir termoplastik elastomer yay için tasarım kuralları ortaya çıkarılmıştır. Elde edilen sonuçlar ve tasarım kuralları ile geometrik olarak daha az boy kaybına uğrayan ancak aynı veya daha iyi bası testi sonucu verebilen geometrik modeller elde edilmiştir. Çalışmanın sonucunda termoplastik elastomer yayın aşınma, boy kaybı ve bası çevrimleri altındaki performansları, deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir.

Abstract:
Due to the C02 emission ratio restrictions, hybrid vehicles become more popular nowadays. Because of that reason research studies on hybrid vehicles and their powertrain systems have been increased recently. There are several type of hybrid vehicle powertrain structures in use by car manufacturers, it depends on drive modes and design of conventional and electrical engine layout design. Most known of these structures is power split hybrid structure. In this study a thermoplastic elastomer spring was mechanically investigated, which has been designed for torque limiter of a power split type hybrid powertrain. The function of that elastomer spring is to damp the abnormal contact between damper inner metallic components during limiting function of torque limiter. Thesis study is also including material improvement studies for a thermoplastic elastomer spring. Materials developed were tested under compression test and cycling test to compare permanent deformation perfromance and also at the endurance test to compare wear performance. At the end of study several type thermoplastic elastomer spring geometries were studied with design of experiments methods and design rules which can be used as a design guide for thermoplastic elastomer spring design were created. Numerical and experimental studies are completed to analyze wear performance, permanent deformation level and loss of length property under cycling tests of a thermoplastic elastomer spring. Results gained at the end of finite element anaylsis studies and experiments were compared.