Yeni bir arazi taşıtı jantı tasarımı ve gerilme – yorulma analizleri
Design of a new off road vehicle wheel and stress - fatigue analysis
Yazar: ZEKİ BAŞAKAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SAİM KURAL
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada bir arazi tipi aracın alüminyum alaşımlı jantının tasarımı aşamasında sonlu elemanlar yöntemi algoritmasıyla çalışan bilgisayar destekli analiz programı vasıtasıyla, farklı yükleme koşulları altında jant üzerinde oluşan gerilmelerin incelenmesi ve bu gerilmelere bağlı olarak yorulma tayini yapılması amaçlanmıştır.

Yapılan literatür araştırmalarında gerek teorik gerekse de deneysel düzeyde binek araçlar başta olmak üzere yolcu taşımacılığı ve yük taşımacılığında kullanılan araç jantları üzerine birçok araştırma yapıldığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada alüminyum alaşımlı ve arazi taşıtı için üretilen bir jantın, arazi koşullarına özel yükleme koşulları altında yorulma davranışı incelenmiştir. 

Binek araç üretim sürecinde en önemli güvenlik ekipmanlarından biri olan ve aracın yüzey ile temasını sağlayan jantlar, seri üretim sürecinden önce tüm araç üreticileri tarafından kabul görmüş standartlara göre performans testlerine tabi tutulurlar. Bu test aşamasına gelene kadar, endüstriyel araç tasarımıyla başlayıp kalıp üretimine ve alüminyum döküme kadar uzanan birçok üretim ve yatırım adımları mevcuttur. Çalışma ile daha önce standart bir binek araçta kullanılan bir jant modeli, üç boyutlu tasarım programıyla belli bir oranda arazi aracına uygun olacak şekilde ölçeklendirilerek, belirtilen üretim ve yatırım süreçlerinden önce sonlu elemanlar yöntemi algoritmasıyla çalışan ANSYS Mechanical programı ile standart performans testlerinden olan viraj yorulma testi simüle edilerek farklı yükleme koşullarında statik gerilmeye tabi tutulmuştur. Elde edilen gerilme değerlerine göre yorulma tayini gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre mevcut üç boyutlu jant tasarımı bir dizi üretim ve yatırım maliyeti gerçekleştirilmeden bilgisayar destekli ortamda değerlendirilmiş ve tasarım sonrası proje adımlarına devam edilmiştir.

Abstract:
In this study, it is aimed to investigate the stresses on the rim under different loading conditions and fatigue determination due to these stresses by means of computer aided analysis software working with finite element method algorithm in the design stage of aluminum alloy rim of a sport utility vehicle.

In literature researches, it has been determined that many researches have been made on rims used in passenger transportation and freight transportation, especially in passenger vehicles both theoretical and experimental level. In this study, the fatigue behavior of a rim made of aluminum alloy for off-road vehicles under special loading conditions was investigated.

Rims, which are one of the most important safety equipment in the passenger car manufacturing process and which make contact with the ground of the vehicle, are subjected to performance tests according to the standards accepted by all vehicle manufacturers before the mass production process. Until this stage of testing, there are several production and investment steps, starting with industrial vehicle design, from mold production to aluminum casting. With the study, a rim model, previously used in a standard passenger vehicle, was scaled to a certain extent with the 3D design program and subjected to static stress under different loading conditions by running a bend fatigue test as a standard performance test with ANSYS Mechanical software, running with finite element method algorithm. According to the results obtained, the existing 3D rim design was evaluated in a computer aided environment without performing a serial production and investment costs and the post-design project steps were continued.