Kamyon yan eteklerinin titreşim kaynaklı yorulma analizi
Vibration based fatigue analysis of truck sideskirt
Yazar: ERGİN KAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞULE KAPKIN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Otomotiv yapılarının yapısal dayanımı büyük öneme sahiptir. Araç tasarımı ve geliştirme
sürecinde müşteri beklentisi ön planda tutulur. Araç üzerindeki yapısal parçalar garanti
süreleri boyunca fonksiyonlarını kaybetmeyecek şekilde tasarlanırlar. Araçlar için garanti
süresi firmadan firmaya değişiklik göstermektedir. Genel olarak hafif ticari araçlar ve orta
yüklü ticari araçlar için garanti süresi 300.000 kilometredir. Ağır ticari araçlar için ise bu
değer yaklaşık 1.000.000 kilometredir.
Otomotiv yapıları statik, dinamik, yorulma yükleri altında herhangi bir kırılma problemi
yaşamayack şekilde tasarlanır ve test edilirler. Otomotiv yapılarında meydana gelen hasarların
büyük çoğunluğu titreşim kaynaklı yorulma kaynaklıdır. Bu kırıkların yaşanmaması için ürün
geliştirme tasarım aşamasında bilgisayar destekli mühendislik programları ile sonlu elemanlar
analizleri yapılır ve fiziksel testler yol ve laboratuar testleri gerçekleştirilir. Yol testleri için
özel test parkularında farklı yol profillerinde testler gerçekleştirilir.
Bu tez çalışmasında ağır ticari araç grubuna giren kamyonların şasisine bağlı yan etek
sistemlerinin yapısal tasarım çalışmaları incelenmiştir.

Kamyon yan etekleri tasarım sürecinde fiziksel testleri sağlayacak şekilde birçok tasarım
iterasyon çalışması yapılmış ve her bir iterasyondan sonra bilgisayar destekli mühendislik
programları aracılığı ile sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Çalışmalar tüm kriterleri sağlayan
tasarımı elde edene kadar devam etmiştir.
Bu tez kapsamında ANSA programında sonlu elemanlar modeli kurulmuştur, ABAQUS
programı ile statik analizler yapılmıştır, NASTRAN programı ile dinamik analizler
yapılmıştır. Yorulma analizleri için FEMFAT programı ve FORD firmasının kendi iç yazılımı
olan yorulma programları kullanılmıştır.
Yapılan bu analiz çalışmaları ile fiziksel testlerde ortaya çıkabilecek kırılma problemi tespit
edilmiştir. CAE & Test korelasyonunu görmek için testler yapılmış ve sonlu elemanlar
analizinin doğruluğu ispatlanmıştır. Sonlu elemanlar analiz programlarında tespit edilen kritik
noktalar için tasarım güçlendirmeleri yapılmış ve analiz sonuçları kriterleri sağlayacak
duruma getirilmiştir.
Analiz onayları alındıktan sonra sistem için optimizasyon çalışması yapılmıştır. Günümüz
otomotiv sektöründe hafiflik çok önemlidir. Bu kapsamda kamyon yan etek sistemi yapısal
dayanımdan ödün vermeyecek şekilde hafifleştirilmiş ve analizler ile doğrulanmıştır.
Bilgisayar destekli mühendislik onayı alındıktan sonra komponent seviyesi ve sistem seviyesi
statik, dinamik ve yorulma testleri planlanmıştır. Nihai tasarım ile yapılan tüm fiziksel testler
başarı ile tamamlanmış ve kamyon yan etekleri sistemi için tasarım onayı verilmiştir.

Abstract:
Structural durability of automotive structures have a great importance and customer
expectation evaluated during vehicle design and development. Structural parts on the vehicle
are designed to perform their functions to be able to cover manufacturer's warranty period.
Warranty periods are determined by the companies and these periods may differ according to
type of the company and the vehicle. The warranty period for light and medium commercial
vehicles is around three hundred thousand kilometers, for heavy commercial vehicles this
value is around a million kilometers.
Structural parts on the vehicle should be design and test against static, dinamic and fatigue
failures. Structural parts failures are generally occurs due to vibrational fatigue. These design
study can be virtual test like computer aided engineering analysis or physical test like
laboratory test or road test. Virtual test can be perform with computer aided enginnering
programs by using finite element method. Physical tests can be perform on laboratory or road
testing.
In this thesis study, structural design of a heavy commercial vehicles sideskirts is
investigated. Static, dynamic and fatigue analysis were performed during the structural
design of sideskirt study and physical road and laboratory tests were performed. ANSA,
ABAQUS, NASTRAN, FEMFAT and FDYNM computer aided engineering software were
used.