Kardan mili ömür tayini için matematiksel model geliştirilmesi vedeneysel olarak doğrulanması
Developing and experimental verification of a mathematical model fordetermination of service life of cardan shaft
Yazar: ONUR ŞEN
Danışman: PROF. DR. ENVER ATİK
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dayanıklılık = Durability ; Kardan mili = Cardan axle ; Mafsal = Joint ; Matematiksel modelleme = Mathematical modelling

Özet:
Motorlu taşıtlarda, motorda üretilen gücün diferansiyele iletilmesini sağlayan
kardan milleri güç aktarma sistemindeki önemli elemanlardan biridir. Kardan milleri
dönme hareketi ve güç iletimi sırasında, iletim gerçekleştirdiği elemanlar arasında yol
koşullarına bağlı olarak ortaya çıkan açısal ve eksenel mesafe farklılıklarını kompanze
etmektedir. Açı kompansazyonu üniversal mafsallar ile sağlanırken, eksenel
kompanzasyon kayıcı takım adı verilen birbiri ile eş çalışan spline profiline sahip bir
grup parça tarafından yerine getirilir.
Müşteri isterlerini yerine getirecek şekilde tasarlanan kardan milleri ilk olarak
bilgisayar ortamında sonlu elemanlar analizi ile doğrulanır; dondurulan tasarımlara ait
üretilen prototipler laboratuvar ve sonrasında araç testlerine alınarak uygunluğu
açısından değerlendirilir. Laboratuvar testleri kardan milleri için özel geliştirilmiş test
cihazları üzerinde gerçekleştirilir. Testlerdeki girdiler ve başarı kriteri araç üreticileri
(OEM) tarafından belirlenmektedir. Bu testleri gerçekleştirmek uzun süreler
gerektirmekte ve bu durumda doğrulama sürecinin maliyeti de yüksek çıkmaktadır.
Buradan yola çıkılarak ortaya konulan bu çalışmada, kardan mili emniyetli çevrim
sayısını belirlemek üzere yapılan testlerle doğrulanan iki farklı yeni matematiksel
model geliştirilmiştir. Yeni geliştirilmiş olan bu iki matematiksel model atfen kısaltma
kullanılarak Sen-Atik-I ve Sen-Atik-II olarak adlandırılmıştır. Burada, I ve II
rakamları modelin birinci veya ikinci model olduğunu ifade etmektedir. Geliştirilen
yeni modeller ile hesaplanan emniyetli çevrim süreleri laboratuvar test sonuçları ile
karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonrasında, yeni geliştirilen modellerden
Sen-Atik-II'nin, test sonuçlarına en kötü durumda %4,84 fark ile yaklaştığı tespit
edilmiştir. Böylece elde edilen bu yakınsama ile yeni geliştirilen model
Sen-Atik-II'nin laboratuvar testleri yerine kullanılabileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
The cardan shaft which transmits the power from the engine to the differantial
in the motor vehicles is one of the vital elements in the driveline. Cardan shafts
compensate the angular and axial differences between the components in which the
torque is transmitted, during transmitting power and rotation movement. The axial
compensation is provided by a group of splined components which are mutual and
called as slip assembly involves a group of opposing sliding components while angular
compensation is provided by the universal joints.
Cardan shafts designed to meet customer requirements are first verified by
finite element analysis; prototypes produced for frozen designs are taken to laboratory
and then vehicle tests and evaluated in terms of suitability. Laboratory tests are carried
out by using special test machines developed for drive shafts. The inputs and success
criteria in the tests are determined by the vehicle manufacturers (OEM). Long test
times also increase the cost of the verification process. In this study, two different new
mathematical models have been developed, which have been verified by tests to
determine the number of safe cycles of the propeller shaft. These two new developed
mathematical models are named as Sen-Atik-I and Sen-Atik-II by using an
abbreviation. Here, the numbers I and II indicate that the model is the first or second
model. The safe cycle times calculated with the new developed models were compared
with the laboratory test results. After the comparison, it was determined that Sen-Atik-
II, one of the new developed mathematical models, gave the results to be close to the
test results within an deviation of 4,84% for the worst case. Thus, with this obtained
convergence, it was determined that the new developed mathematical model
Sen-Atik-II could be used instead of laboratory tests.