Development of automobile chassis parts via aluminum extrusion and sand casting technology
Otomobil şasi parçalarının alüminyum extrüzyon ve kum döküm yöntemi ile geliştirilmesi
- Tez No: 318802
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Yakıt tüketimiyle oluşan çevresel sorunlar ve yolcu güvenliği gibi sebepler sonucu alüminyum uzay kafes şasi yüksek katılık avantajı yanında hafifliği nedeniyle de tercih edilmektedir. Alüminyum, geleneksel çelik şasiye göre daha düşük katılık ve dayanıma sahip olmasına rağmen, uzay kafes tipi şasi üzerinde tasarım ve kalınlık değişikliklerine gidilerek benzer ihtiyaçları karşılayabilmektedir.Bu çalışmada, otomobil şasisinde çelik kullanmak yerine, esas olarak alüminyum alaşımları kullanılarak ekstrüzyon ve kum döküm yöntemleriyle uzay kafes tipi şasi üretimi amaçlanmış ve katılık özellikleri geliştirilmiştir. Şasi, çelik yapıyı karşılayabilecek şekilde hesaplamalar yapılarak ve yeterli mekanik özellikler göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır. Statik sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak şasinin burulma ve eğilme özellikleri ve yorulma davranışlarının analizi yapılmıştır. Aynı zamanda önden çarpışmalardaki yolcu güvenliği için enerji emilimi, özgül enerji emilimi ve azami kuvvetin bulunması amacıyla dinamik sonlu elemanlar analizi yapılmıştır.Alüminyum ekstrüzyon profiller üretilerek kum döküm parçalarla birleştirilmiş ve uzay kafes tipi şasi elde edilmiştir. 6063 alüminyum alaşımı ekstrüzyona, kaynağa ve ısıl işleme uyumluluğu ve yeterli mekanik özellikleri nedeniyle tercih edilmiştir. 3 nokta eğme testi yapılarak enerji emilimi hesaplanmıştır ve buradan yola çıkarak atalet momenti hesapları yapılmıştır. Yan çerçeve ve amortisör kulesi gibi parçalar kum döküm yöntemiyle üretilmiştir. Silafont ? 36 alaşımına benzer bir kompozisyon basınçlı döküm alaşımı olmasına rağmen yüksek akışkanlığı ve yüksek mekanik özellikleri nedeniyle seçilmiştir. Silafont ? 36 kum döküm alaşımının mekanik özelliklerinin tespit edilebilmesi için çekme, sertlik ve Charpy darbe testleri uygulanmıştır. Buna ek olarak, doğru alaşım yapısının belirlenmesi için mikro yapı incelenmiş ve termal analizler yapılmıştır. Kaynak sonrası farklı ısıl işlemler ile ısıdan etkilenen bölgenin değişen sertliği incelenmiş ve kaynak dikişinin azami dayancını elde etmek amacıyla çekme testleri yapılmıştırDeneysel ve teorik çalışmaların yanında aynı zamanda uzay kafes tipi şasi üretilmiştir. Deneysel sonuçlardan yola çıkılarak hafif, çevreci ve yüksek katılığa sahip aracın üretilebilirliği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Due to the environmental issues related with fuel consumption and additionally passenger safety, aluminum space frame chassis is promising a big opportunity to design a lightweight structure with a high stiffness. Despite the lower stiffness and strength of aluminum in comparison to the conventional steel chassis, it can be compensated with changing thickness and design of structure by space frame geometryIn this study, instead of using steel for automobile chassis, main goal is producing a space frame structure with using aluminum in an extrusion and sand casting processes and improve the stiffness. Chassis is designed according to calculations for moment of inertia, torsional and bending stiffness and in sufficient structural stiffness which can compete with steel chassis. Static finite element analysis was carried out to understand the chassis bending, torsional stiffness and fatigue behaviors. For frontal collisions, dynamic finite element analysis was also done to determine increases in the energy absorbance, specific energy absorbance and peak force for passenger safety.Aluminum profiles were produced by hot extrusion and joined with sand casting parts by TIG welding to manufacture a space frame structure. For main chassis profile, 6063 series of aluminum alloy was selected due to availability for extrusion process, weldability and having sufficient tensile strength and percent elongation and treatment response. Three point bending test was carried out to determine flexural strength. Moment of inertia calculations were done. Some parts such as side frame and shock absorber tower were produced by sand casting method. A similar composition to Silafont ? 36 aluminum alloy was selected because of its high fluidity and good mechanical properties; despite it is a die cast alloy. Tensile, hardness and Charpy impact test were conducted to determine the mechanical characteristics of Silafont - 36 sand cast alloy. In addition to microstructure features and thermal analysis were also carried out to achieve sufficient alloy properties. Heat affected zone was investigated by hardness and tensile test to determine the mechanical properties change after welding process.In this space frame development study, A, B and C pillar parts were produced by Al ? Si sand casting and T6 heat treatment then welded together by TIG welding and finally assembled on the bottom chassis frame produced by using 6063 extrudes welded by 4000 series electrodes.The space frame chassis was studied by also computer simulation to test and see critical points which must be modified during manufacturing.Besides the experimental and theoretical studies, space frame was also produced at the same time. According to the experimental results, the feasibility of the production of lightweight and solid chassis structure was achieved.
Benzer Tezler
- Ağır ticari araçların havalı fren sisteminde kullanılan körük bağlantı braketi tasarımı
Design of brake actuator attachment bracket for heavy duty vehicle air brake systems
ÖNDER İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU
- Soğuk haddelenmiş çift fazlı DP600 kalite çeliklerin yaşlanma davranışının incelenmesi
Investigation of aging behaviour of cold rolled dual phase DP600 steels
GÖZDE KARAÇALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Modelling longitudinal motion of an electric vehicle and wheel slip control through NN based uncertainty prediction
Elektrikli aracın boyuna hareketinin modellenmesi ve yapay sinir ağı tabanlı belirsizlik kestirimli tekerlek kayma kontrolü
DUYGU ÖZYILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA
- Süspansiyon sistemi dinamiği analizi
Analysis of suspension system dynamics
ZEYNEL MURAT KARADENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATA MUĞAN