Kompozit yayların mekanik davranışlarının incelenmesi
An investigation on the mechanical behaviours of composite springs
Yazar: CEMAL KOÇHAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MELİH BELEVİ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu doktora çalışmasının amacı hafif ticari araçların arka süspansiyon sistemlerinde kullanılmakta olan çelik yaprak yayların yerini alabilecek fiber takviyeli polimer matris kompozit yaprak yayların geliştirilmesidir. Bu amaca yönelik olarak üç faklı türde fiber takviyeli kompozit yaprak yaylar üretilmiştir. Üretilen kompozit yaprak yayların statik ve yorulma testlerinin yürütüldüğü yaprak yay test cihazının tasarımı ve üretimi de tez kapsamında gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit yaprak yaylar düz uçlu olmakla beraber bu yayların hem test cihazına hem de araca montajını sağlamak üzere bağlama gözleri de tasarlanmış ve üretilmiştir. 

Tezin birinci bölümünde yaprak yaylar hakkında genel bilgiler verilmiştir. Kompozit yaprak yaylar konusuna giriş yapılmış ve incelenen literatür çalışmaları verilmiştir. Bölüm sonunda tez konusu problemin tanımı yapılarak önemi ortaya konulmuştur. 

İkinci bölümde, yaprak yayların mekanik özelliklerini incelemek için tez kapsamında tasarlanan ve üretilen yaprak yay test cihazına ait detaylar yer almaktadır. 

Üçüncü bölümde, öncelikle kompozit yaprak yayların vakum destekli reçine infüzyon yöntemi (VARIM) ile üretilmesinde kullanılacak olan kalıbın tasarlanması ve üretimi hakkında bilgi verilmiştir. Tez kapsamında üretilen yaprak yaylar düz uçludur. Bu kompozit yaprak yayların araca bağlanması için tasarlanıp üretilen yaprak yay bağlama gözleri ile ilgili bilgiler de üçüncü bölümde bulunmaktadır. Bölüm sonunda ise E-camı/epoksi, karbon/epoksi ve E-camı-karbon/epoksi kompozit yaprak yayların üretim detayları yer almaktadır. 

Dördüncü bölümde, kompozit yaprak yaylara uygulanan statik testlerin ve yorulma testlerinin detayları yer almaktadır. Elde edilen sonuçları da yine bu bölüm içerisinde bulunmaktadır. 

Beşinci bölümde kompozit yaprak yayların Ansys 14.5 paket program kullanılarak modellenmesi ve sayısal analizi ile ilgili bilgiler verilmiştir. 

Tezin son bölümü olan altıncı bölümde ise elde edilen deneysel sonuçlar ve analiz sonuçları değerlendirilmiştir.

Abstract:
The aim of the thesis is to develop fiber reinforced polymeric composite leaf springs in order to use in the suspension systems of the light commercial vehicles instead of steel ones. For this purpose three different type of fiber reinforced polymeric composite leaf springs were produced. Then , static and fatigue tests were conducted with produced composite leaf springs. The test machine which was used to conduct the tests was also designed and produced within the thesis. Because composite leaf springs were produced flat ended, an eye connection mechanism also designed and produced.

The first chapter of the thesis consists of general knowledge about steel leaf springs and composite leaf springs. Then literature about composite leaf springs was given. In the end of the chapter the subject of the thesis was described and its importance was emphasized.

The second chapter of the thesis is built by design and production details of the leaf spring test machine. The technical drawings of the test machine were attached to the end of the thesis.

The third chapter of the thesis is about the composite leaf springs production. First of all, the mold design and its production is given. The mold was used in the production of composite leaf springs by VARIM process. Afterwards, design and production of the eye connection apparatus which is used to connect flat composite leaf springs to the chassis is given. At the end of the chapter production process of E-glass/epoxy, carbon/epoxy and E-glass/carbon/epoxy composite leaf springs were given in detail.

The forth chapter consist of static and fatigue tests procedures of the composite leaf springs and their results.

The fifth chapter of the thesis has numerical modeling and analysis of composite leaf springs by Ansys 14.5.

All of the analysis and experimental results were discussed in detail at the last chapter of the thesis.