Zincir yapılı kütle yay sönümleyicili sistemler ile titreşimlerin azaltılması
Vibration reduction in chain multiple mass spring damper systems
Yazar: SELÇUK KAYABAŞI
Danışman: DR. S. ÇAĞLAR BAŞLAMIŞLI
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, aktif ve yarı aktif süspansiyon sistemleri yerine pasif süspansiyon sistemleri kullanılarak sürüş ve kullanım konforunu olumsuz yönde etkileyen yaylanan kütle ivmelerinin azaltılması hedeflenmiştir. Bu amaçla sistemin enerjisini özellikle kendi doğal frekanslarında emerek titreşim seviyelerini azaltan ayarlanabilir kütleli sönümleyiciler (A.K.S) çalışmanın ilk aşamasında sisteme ters ve düz bağlı olmak üzere iki farklı şekilde sadece bir adet ilave edilmiştir. Çalışmanın İkinci aşamasın da ise birden fazla A.K.S'nin bir araya gelmesiyle oluşan zincir yapılı A.K.S sistemi kullanılmıştır. Oluşturulan bu iki sistem üzerinde süspansiyon sönümleme oranının, sistemdeki A.K.S sayısının ve toplam A.K.S kütlesinin etkileri incelenmiştir. Toplam A.K.S kütlesinin artmasıyla yaylanan kütle ivmesindeki iyileşmelerin arttığı, A.K.S sayısının artmasıyla da sadece tek bir frekans civarında iyileşme değil A.K.S sistemi için seçilen parametre değerlerine bağlı olarak yaylanan kütlenin rezonansa girdiği gövde ve tekerlek sıçrama frekanslarının her birinde veya ikisinde de aynı anda iyileşmelerin sağlandığı görülmüştür. Çalışmanın son aşamasında ise çalışmanın ilk kısımlarında elde edilen parametreler ışığında çeyrek ve yarım araba modeline göre çok daha karmaşık bir yapıya sahip ve daha gerçekçi sonuçlar veren tam araba modeli oluşturulup A.K.S sisteminin tam araba modeline ait yaylanan kütle ivmesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Harmonik etkilere karşı sistemin gayet etkin olduğu ancak pürüzlü yol profilleri üzerinde etkinliğin kütle ile arttığı tespit edilmiştir. Dolayısıyla, teklif edilen sistem kütlenin kritik olduğu araçlarda tavsiye edilmemekte, daha ziyade ilave kütlelerin daha az önem arz ettiği ağır vasıta araçlarda veya iş makinelerinde sistemin kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.Anahtar Kelimeler: Ayarlanabilir kütleli sönümleyici, Ayarlanabilir titreşim emici, Süspansiyon optimizasyonu, Sürüş ve kullanım konforu, Tam araba modeli

Abstract:
This study aims to reduce sprung mass accelerations which adversely affect vehicle ride and passenger comfort through the usage of passive suspension systems instead of active and semi-active suspension systems. To this end, at the first stage of the study, tuned mass dampers (T.M.D)-which decrease vibration levels by absorbing the energy of the system especially at their own natural frequencies- are added to the system in conventional and hanging configurations. At the second stage of the study, chain T.M.D systems comprising of more than one T.M.Ds are used for the some purpose. The effects of suspension damping ratio, the number of T.M.D?s in the system, and the total added T.M.D mass have been analyzed. The following observations are made a) as the mass of added T.M.D structures increase, the improvement in sprung mass acceleration increase; b) together with the increase in the number of T.M.Ds, there is improvement not only around one frequency, but, depending on the optimized parameters, also around either body-bounce and wheel-hop frequencies or both. At the last stage of the study, in the light of the parameters derived during previous stages, a full car model is formed, which is much more complicated than the classical quarter or half car models; and the effects of proposed T.M.D systems on sprung mass acceleration of the full car model are examined. While the proposed system is quite effective against harmonic road inputs, it is determined that the effectiveness of the system increases on random road profiles as the added mass increases. Thus, the proposed system is not recommended for small passenger vehicles where mass is critical. It should rather be used in heavy commercial vehicles or construction vehicles where mass is a minor concern.Keywords: Tuned mass damper, Tuned vibration absorber, Suspension optimization, Ride comfort, Full car model