Travers konumu ve bağlantı geometrisinin açık kesitli bir merdiven şasinin burulma rijitliğine etkisinin sayısal incelemesi
Numerical investigation of the effect of cross member position and connection geometry on torsional stiffness of an open section chassis frame
Yazar: ONUR ÇOLAK
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET MURAT TOPAÇ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Şasi genel olarak bir taşıtın yapısal çerçevesi olarak tanımlanır. Motor, güç aktarma organları, süspansiyon sistemi ve taşıtın yükü dahil olmak üzere birçok bileşeni destekler. Şasi bu yapı bileşenlerinin entegrasyonunu sağlamalı aynı zamanda da yoldan gelen veya taşıtın hareketi sırasında oluşabilecek kuvvetlere karşı gerekli dayanımı sağlamalıdır. Taşıtın hareketi sırasında lastik tekerleklerin asimetrik yüklere maruz kalması durumunda şasi burulur. Şasinin burulma davranışı boyuna taşıyıcı yapı elemanlarını birbirlerine bağlayan traversler ve bu traversleri boyuna taşıyıcılara bağlayan bağlantı elemanları ile optimize edilebilir. Bu çalışma kapsamında hafif ticari bir kamyon şasisinde bulunan travers konumlarının ve travers bağlantı geometrilerinin şasi burulma davranışına etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Travers bağlantı yapılarının kanat açıklıkları arttırılarak, travers profili değiştirilerek ve travers konumları değiştirilerek şasinin burulma direngenliği optimize edilmeye çalışılmıştır. Ayrıca diğer yapı elemanlarının şasiye entegrasyonunun sağlanabilmesi için kullanılan braketlerin de şasi burulma davranışına etkisi çalışma kapsamında ele alınmıştır. Bunun için ilk önce şasinin SE modeli oluşturulmuş travers konumu ve bağlantı geometrisinin değişimlerinin şasi üzerinde belirlenen noktalardan alınan burulma açı değerlerine etkileri incelenmiştir. Ardından en iyi burulma açısı değerine sahip olabilecek aynı zamanda da olabilen en hafif tasarım şasi tasarım formu belirlenmiştir.

Abstract:
The chassis is generally defined as the structural frame of a vehicle. It supports many components, including the engine, powertrain, suspension system and vehicle load. The chassis must ensure the integration of these structural components and at the same time provide the necessary resistance to forces from the road or during the movement of the vehicle. If the tyre wheels are subjected to asymmetric loads during vehicle movement, the chassis will buckle. The torsional behaviour of the chassis can be optimised by means of crossmembers connecting the longitudinal structural members and fasteners connecting these crossmembers to the longitudinal members. In this study, the effect of cross member locations and cross member connection geometries on the chassis torsional behaviour of a light commercial truck chassis is numerically investigated. The torsional stiffness of the chassis is tried to be optimised by increasing the wing spans of the crossmember connection structures, changing the crossmember profile and changing the crossmember locations. In addition, the effect of the brackets used for the integration of other structural elements to the chassis on the torsional behaviour of the chassis is also considered in this study. In order to that, firstly, the FEA model of the chassis was created and the effects of the traverse position and connection geometry changes on the torsion angle values taken from the points determined on the chassis were examined. Then, the lightest design chassis design form that can have the best torsion angle value is determined.