Araç lastiklerinin jant temas bölgesindeki basınç dağılımlarının incelenmesi
Examination of pressure distributions in the rim contact area
Yazar: UMUT YILMAZ
Danışman: PROF. DR. HASAN YILDIZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Tekerlek, dünyanın en önemli icatlarından biridir ve bugün hayatımızın hemen her alanında kullanılmaktadır. Tekerlekler, otomobiller, bisikletler, arabalar, kamyonlar, trenler, uçaklar ve daha birçok taşıtta yüzyıllardır cisimlerin hareketini sağlamak için kullanılmaktadır. Ayrıca, endüstriyel makinelerde, mobilyalarda, oyuncaklarda ve hatta çiftlik araçlarında da kullanılmaktadırlar.
Tekerleklerde kullanılan jant, taşıtlarda lastik ile aks sistemi arasında bulunan, lastiğin takıldığı ve desteklendiği, yük taşıyan ve dönen, araç üzerinde mal ve can güvenliğini direkt olarak etkileyen emniyet parçasıdır. Jant tasarımı yapılırken, janta etkileyen statik ve dinamik kuvvetler doğru hesaplanarak optimum jant tasarımı ve üretimi yapılmalıdır. Bu araştırmada yolda oluşan dinamik yükler ve taşıt ağırlıkları dolayısı ile janta gelen yüklerden bağımsız olarak, lastiklerin janta montajı sırasında lastik ve jant arayüzündeki iç gerilmelerle ve lastiğin şişirilmesi sonucunda meydana gelen iç basınç sebebi ile oluşan yüklerin jant üzerinde dağılımının incelenmesi amaçlanmaktadır. Bu kapsamda sektörde sıkça kullanılan bir referans lastik ve jant numunesi kullanılarak öncelikle fiziksel basınç diyagramı hazırlanmış ve sonlu elemanlar analizi ile doğru girdiler sağlanarak uygun basınç dağılımlarının elde edilmesi amaçlanmıştır.
Üretilen ürünler ile yapılan fiziksel ölçüm raporlarının, bilgisayar destekli sonlu elemanlar analizi ile örtüşmesine takiben farklı jant geometrileri ile farklı basınç dağılımları elde edilmiş ve jant için kritik bölgeler analiz edilmiş ve lastikte iç basınç olmasa dahi oluşan kuvvet değerlerinin ne kadar kritik ve göz ardı edilmemesi gerektiği ortaya koyulmuştur.
İlerleyen çalışmalarda kullanılmak üzere lastik ve jant geometrilerinin değişimi ile jant yüzeyine gelen basınç değerlerinin ampirik yöntemler ile basitçe hesaplanabilmesi için gerekli altyapı oluşturulmuştur.

Abstract:
Wheels have been utilized for centuries to facilitate the movement of various vehicles and machinery. They are employed in automobiles, bicycles, cars, trucks, trains, airplanes, as well as in industrial machinery, furniture, toys, and even agricultural equipment. The wheel stands as one of humanity's most significant inventions, finding application in almost every aspect of modern life.
A rim is a crucial safety component situated between the tire and axle system of vehicles, supporting and securing the tire while directly affecting the safety of cargo and passengers. Optimal rim design and production necessitate accurate calculations of static and dynamic forces acting upon it. This research aims to investigate the distribution of loads on the rim resulting from internal stresses at the tire-rim interface during tire mounting and from internal pressure upon tire inflation, independent of dynamic road loads and vehicle weights. To achieve this, a commonly used reference tire and rim sample was utilized to generate physical pressure diagrams, and finite element analysis was employed to obtain appropriate pressure distributions by providing accurate inputs.
By comparing the physical measurement reports of manufactured products with computer-aided finite element analysis, different rim geometries yielded varied pressure distributions. Critical areas on the rim were analyzed, illustrating the significance of force values even in the absence of internal tire pressure. Furthermore, groundwork was laid for the empirical calculation of pressure values on the rim surface with changes in tire and rim geometries for future studies.