Taşıt motoru koruma sacının doğal frekanslarının iyileştirlmesinde topografya optimizasyonun uygulanması
Applying topography optimization to improve the natural frequencies of automobile engine bracket
Yazar: EMRE YUMURTACI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVDA TELLİ ÇETİN
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Araçların hafifletilmesi günümüzde yakıt verimliliği ve sürdürülebilirlik konularının öne çıkmasıyla önemli bir konu haline gelmiştir. Araçlarda motorlar dış etkilere karşı korunması gereken önemli parçalar arasında bulunur. Titreşerek çalışan motorun bir koruyucu tarafından korunması gerekmektedir. Motordan gelen titreşim sebebiyle motor koruyucu braketin doğal frekansının istenilen değerlerde olması ihtiyacı doğar. Bir sac parçası üzerinde belirli bölgelerde şekil değişiklikleri ile frekansın değiştirilmesi hedeflenebilir. Aynı zamanda uygun yerlerden boşaltmalar yapılarak hafifletme yapılırken frekans kontrol altında tutulabilir. Bu çalışmada 6 noktadan motora sabitlenmiş motor altındaki braketin formunda oynamalar yapılarak bu değişikliklerin doğal frekansının yükseltilmesi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Topografya optimizasyonu ve modal analizler kullanılmıştır. Topografya analizinde yatay, dikey ve dairesel yönelim kısıtlarının olduğu ve yönelim kısıtının olmadığı optimizasyon çalışmaları yapılmıştır ve dizayn hacminden dolayı kabartmaların yükseklik kısıtı 6 mm olarak belirlenmiştir. Topografya sonuçlarına bağlı olarak farklı kesit görünümlerine sahip formlarda tasarımlar yapılmış ve modal analizle bu form değişiklerinin ve yönelimlerin doğal frekans üzerindeki etkisi ölçülerek karşılaştırılmıştır. Analizlerin doğruluğu için DIİ yazıcıda 0.15 ölçeğinde numuneler üretilmiş ve bu numunelere darbe çekiç testi yapılmıştır. Analizler deney numuneleri için doğrulanmış ve ölçek farkını görebilmek için bu analizler 1/0.7875/0.575/0.3625/0.15 ölçeklerinde tekrarlanmıştır. Çalışma sonucunda yatay ve dikey yönlendirilmiş form tiplerinde frekans değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Frekans değeri artışı genel olarak kabartma sayısına bağlı olarak değil topografya kısıtındaki 6 mm yüksekliğine sahip yüzeylerin alanının büyüklüğüne bağlı olarak arttığı gözlemlenmiştir. En yüksek frekans değeri topografya analizinde yönlendirme kısıtı olmadan sadece yükseklik kısıtıyla yapılan analiz sonucunda tespit edilen bölgelerin tümünün yükseltilmesiyle ortaya çıkan sacın formunda elde edilmiştir.

Abstract:
Weight reduction of vehicles has become an important issue today, with the emphasis on fuel efficiency and sustainability. In vehicles, engines are among the important parts that must be protected against external influences. The vibrating motor must be protected by a guard. Due to the vibration coming from the motor, the natural frequency of the motor protective bracket needs to be at the desired values. It can be aimed to change the frequency with shape changes in certain regions on a sheet metal part.At the same time, the frequency can be kept under control while decreasing mass from appropriate places. Topography optimization and modal analyzes were used. Optimization studies were carried out in the topography analysis with horizontal, vertical and circular orientation constraints and no orientation constraints. Due to the design volume, the height constraint of the reliefs has been determined as 6 mm. Depending on the topography results, designs with different cross-sectional views were made and the effects of these form changes and orientations on the natural frequency were measured and compared with modal analysis. For the accuracy of the analyzes, samples with a scale of 0.15 were produced on the DLP printer and the impact hammer test was performed on these samples. Analyzes were validated for the test samples. Analyzes were repeated at 1/0.7875/0.575/0.3625/0.15 scales to observe the scale difference. As a result of the study, the frequency values of the horizontally and vertically oriented form types were close to each other. It has been observed that the increase in frequency value generally increases not depending on the number of reliefs, but depending on the size of the area of the 6 mm high surfaces in the topography constraint.