Hafif ticari bir araç jantının, sonlu elemanlar modelinin oluşturulması ve doğrulanması
Finite element modelling and validation of a light commercial vehicle wheel
Yazar: MÜSLÜM YAMAN
Danışman: PROF. DR. VAHİT MERMERTAŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Deneysel analiz = Experimental analysis ; Modal analiz = Modal analysis ; Sayısal yöntemler = Numerical methods ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Son yıllarda, yapıların dinamik davranışını modellemek için, ileri modelleme ve analiz yöntemleri mevcut olmasına rağmen, karmaşık yapıların, kabul edilebilir seviyede hassasiyete sahip teorik modelinin oluşturulması, hala büyük zorluklar içermektedir. Ayrıca, teorik modelin dinamik karakteristiğinin, gerçek yapıyı tasvir edip etmediğini bilmek, mühendislik açıdan gereklidir. Deneysel modal analiz, yapıların teorik modellerinin doğrulanması için, oldukça güvenilir bir yaklaşım sunmaktadır. Bu tezde, öncelikle, jantın yapısı tanıtılmış ve jant modellemesi ile ilgili literatür araştırması yapılmıştır. Daha sonra, serbest sınır koşulunda hafif ticari bir aracın sonlu elemanlar modeli oluşturulup, doğal frekansları ve mod şekilleri karşılaştırılarak, deneysel modal analiz ile doğrulanmıştır. Ayrıca, jantın, aks bağlantısını simule etmek amacı ile, göbek bölgesinden bağlı sınır koşulunda, sonlu elemanlar modelinin analizi ve deneysel modal analizi yapılmıştır. Takibinde, göbek bölgesinden bağlı sınır koşulunda, sonlu elemanlar analizi ve deneysel modal analizden elde edilen doğal frekanslar ve mod şekillerinin karşılaştırılması verilmiştir. Son olarak ise, jantın serbest sınır koşulunda, temel doğal frekansın 350 Hz altına düşmemesi koşulu ile, ağırlık azalmasına yönelik tasarımsal değişiklik önerileri verilmiştir. 300 Hz araç kabin içi gürültü açısından belirlenen limit değerdir. Bu tezde 50 Hz önlem alınarak, limit 350 Hz olarak kullanılmıştır.

Abstract:
In recent years, although modern tools are available for developing numerical models in order to predict the dynamic behaviour of structure, it is still quite difficult to obtain such models that will yield results with aceptable accuracy for complex structures. In addition, enginnering point of view, it is necessary to know whether we can obtain representative theorical model to real structure. Experimental modal analysis is quite suitable and valuable for validating theorical model of structures. In this thesis, first of all, wheel structure is introduced and literature survey on modelling of wheel is given. After that, created finite element model of a light commercial vehicle wheel validated by experimental modal analysis on free-free boundry condition . Also, in order to simulate axle-wheel connection, wheel analyzed on clamped at the spindle boundry condition with finite element analysis and experimental modal analysis approach. Then, natural frequencies? and mod shapes? comparison is given between finite element and experimental modal analysis on clamped at the spindle boundry condition. At the end, design change suggestion is given provided that wheel have greater natural frequency than 350 Hz. Eventhough 300 Hz frequency is recommended as vehicle interior noise limit , in order to take the worst case into account the limit is determined as 350Hz.