Bir kardan milinin kritik hız artırımı ve kütle azaltımı esaslı tasarımı ve imalatı
Design and manufacturing of a propshaft based on critical speed increase and mass reduction
Yazar: HÜSEYİN KIRMIZI
Danışman: PROF. DR. BİNNUR GÖREN KIRAL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kardan mafsalı = Universal joint ; Kritik hız = Critical velocity ; Kütle azaltma katsayıları = Mass attenuation coefficient ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Bu çalışmada, kardan mili seçiminde etkili başlıca parametrelerden biri olan kritik hız faktörü araştırılmıştır. Çalışmanın amacı, şanzıman ve diferansiyel arasında ön ve arka kardan milinin birlikte kullanımı olan bir ağır ticari araç uygulamasında, aynı yerde tek bir kardan mili kullanımına olanak sağlamaktır. Bu konuda yapılan çalışmalar, mevcut bir ağır ticari araç uygulaması üzerinde yapılmıştır. Öncelikle mevcut araç uygulamasındaki durum kritik hız teorisi açısından değerlendirilerek aynı araçta tek parçalı kardan mili kullanımına olanak sağlayacak boru boyutu belirlenmiştir. Giriş maliyetini minimize etmek amacıyla ilk etapta yeni boru ile mevcut parçaların montajını sağlayacak adaptör parça tasarlanarak numune kardan mili üretilmiştir. Numune kardan mili araç üzerinde NVH (ses, titreşim, gürültü) testine tabii tutulmuştur. Test sonucunun olumlu sonuçlanması ile birlikte yeni boru boyutuna uygun birim parçalar tasarlanmıştır. Böylece adaptör kullanımı elimine edilerek tasarım seri üretime uygun hale getirilmiştir. Yeni birim parçaların tasarımı sürecinde Altair HyperWorks yazılımı ile sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapısal analizler gerçekleştirilmiştir. Yeni birim parçalar ile numune kardan mili üretilerek Tirsan Kardan bünyesinde statik burulma ve yorulma testlerine tabii tutulmuştur. Testlerin olumlu sonuçlanması ile birlikte ürün doğrulama süreci tamamlanmıştır. Bu çalışma sonucunda seçilen ağır ticari araçta tek bir kardan mili kullanımına geçilmiş, hem ağırlık azalması hem de maliyet iyileşmesi sağlanmıştır.

Abstract:
In this study, the critical speed factor, which is one of the main parameters in the cardan shaft selection process, has been investigated. The aim of the study is to enable the use of a single cardan shaft in an existing heavy commercial vehicle application where the front and rear cardan shafts are used together between the gearbox and the differential. Studies on this subject have been carried out on an existing heavy commercial vehicle application. First, the situation in the current vehicle application was evaluated in terms of the critical speed theory, and the pipe size that would allow the use of single cardan shaft in the same vehicle was determined. In order to minimize the cost, an adapter part which is suitable for the new pipe and existing parts was designed and the sample cardan shaft was produced. The sample cardan shaft was subjected to NVH (noise, vibration, harshness) test on the vehicle. With the positive result of the test, unit parts suitable for the new pipe size were designed. Thus, the design was made suitable for mass production by eliminating the use of adapters. In the process of designing new unit parts, structural analyses were carried out using the finite element method with Altair HyperWorks software. The sample cardan shaft was produced with new parts and subjected to static torsion and fatigue tests at Tirsan Kardan. With the positive results of the tests, the product verification process has been completed. As a result of this study, a single cardan shaft is now being used on the selected heavy commercial vehicle, and both weight reduction and cost improvement was achieved.