Stress analysis for truck chassis with riveted joints
Perçinli kamyon şasi bağlantılarının gerilme analizi
- Tez No: 77231
- Danışmanlar: PROF. DR. N. SEFA KURALAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimari Tasarım Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Ülkemizde, taşımacılığın çoğunun halen karayolu ile yapılması, kamyon tipi taşıtların önemini arttırmaktadır. Ağır yükler ve düzensiz yol şartlarında çalışan bu taşıtlarda belirli bir işletme süresi sonunda yapısal problemlerin ortaya çıkması olağandır. Ortaya çıkan problemler genellikle kritik bölgelerdeki gerilme artışı ve bunların zamanla neden olabileceği hasarlardır. Bu durumda şasi bağlantılarındaki daki gerilme ve deformasyon değerlerinin araştırılması, ortaya çıkabilecek sorunların yeni tasarımlarla giderilmesi açısından önemlidir. Bu çalışmada perçinli kamyon şasi bağlantılarının gerilme analizi yapılmıştır. Günümüzde, kompleks yapıların statik ve dinamik analizleri, bugün sonlu elemanlar olarak bilinen yöntemler ile yapılmaktadır. Bu yöntemde yapı matematiksel olarak tasarlanır. Gerçek yapının statik ve dinamik özelliklerini içeren model bilinen elastik özelliklere sahip sonlu elemanlara bölünür ve matris formunda yazılır. Gelişen bilgisayar teknolojisi ve yazılımlar problemin çözülmesinde kullanılan araçlardır. Buradaki problemin çözümünde ANSYS (Analiz-Sistem) genel amaçlı sonlu eleman programı kullanılmıştır. İlk olarak genel hatları ile modellenen şasinin çeşitli yol konumlan için çözümleri yapılmıştır. Modelin büyük olması nedeni ile elde edilen sonuçlar kabadır. Daha hassas sonuçlar elde edebilmek için alt modelleme (submodeling) tekniği kullanılmıştır. Bağlantılar ayrıca detaylı olarak modellenmiş ve ilk çözümden elde edilen sonuçlar bu bölüm için sınır şartı olmuştur. İlk aşamada; şasi arka makas bağlantısının sabit (1. model) ve hareketli(2. model) olan iki farklı şasi modelinde üç farklı yol durumunda gerilme analizleri yapılmıştır. Düz yol konumunda (l.yol durumu) her iki şasi tipinde, bağlantılarda meydana gelen gerilme değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Fakat arka makas bağlantısı sabit olan tipteIV (1. model) ana profildeki enine kesit boyunca gerilmeler ani bir artış göstermektedir. Arka tekerleklerden birinin çukura düşmesi durumunda(2.yoi durumu) arka makas bağlantısı hareketli olan tipte (2.model) meydana gelen gerilmeler mutlak değerce daha küçük çıkmaktadır. Bunun nedeni hareketli olan bağlantının kendini yol konumuna göre ayarlayarak bir mesnetteki fazla tepkiyi diğerine dengeli olarak dağıtmasından dolayıdır. Ön tekerin çukurda olması durumunda ise (3 yol durumu) her iki tiptede ara makas bağlantısmdaki gerilme değerleri artmıştır. İkinci aşamada farklı yol konumlarına daha küçük gerilmelerin meydana geldiği arka makas bağlantısı hareketli olan şasi tipi (2. model) ele alınarak, bağlantıdaki değişikliklerin gerilmeleri düz yolda ve ön tekerin çukurda olması durumunda nasıl etkilediği araştırılmıştır. Bağlantı plakası kalınlığı (t) 6mm, 8mm ve 10mm lik değerleri,için gerilme dağılımları incelenmiştir. Kalınlığın artması ile bağlantı plakasındaki gerilmelerin azaldığı görülmüştür. Bağlantı plakası genişliğinin (1) 390mm, 430mm ve 470mm gibi farklı değerleri için, gerilme dağılımları incelenmiştir. Bağlantı plakası genişliğindeki artış düzyol durumunda gerilmelerin azalmasına, ön tekerleğin çukurda olması durumunda ise, üç eksenli gerilmelerin doğmasına ve gerilmelerin artmasına neden olmuştur. Şasi ana profil kalınlığı 8mm' den 13 mm'ye çıkartılıp bağlantı plakası kalınlığı ömm'den 5 mm' ye azaltıldığı başka incelemede: kalınlığın artması ile atalet momentinin artması sonucunda gerilmelerde önemli bir azalma, buna karşın şasi ağırlığında %8'lik bir artış meydana gelmiştir. Bağlantı plakası şekli, perçin yerleri ve perçin çaplarında yapılan değişimlerin de gerilmeler üzerinde etkisi olduğu görülmüştür. Şasi ana profilindeki değişimin mümkün olmadığı durumlarda, uygun perçin yerleşimi veya uygun bağlantı kalınlığı ve genişliği ile gerilmelerin azaltılması pratik bir çözüm olarak görülmektedir.
Özet (Çeviri)
The fact that most of the transportation is carried out on highways in our country, increases the importance of truck-type vehicles. Heavy loads and unstable road conditions may cause some structural problems on these vehicles after a certain service life. Typical problems are some time dependent failures caused by the increase in stress in some critical locations. Therefore, it is important to investigate the stress and strain values of chassis connections, which might lead to the solution of problems by design development. In this study stress analyses of a truck chassis with riveted joints has been investigated. Nowadays, computer programs using finite elements are utilized for static and dynamic analysis of complex structures. In the method, a mathematical model of the structure is described. The model which has the static and dynamic properties of a real structure, is divided into finite elements of known elastic properties, and written in matrix form. Developing computer technology and software are the tools for the solution of the problem. ANSYS. A general purpose finite element program has been used in this study. First of all, stress analysis of a general model of the chassis has been made. Results of this stage were rough due to the great dimensions of the model. Submodeling technique was utilized for more accurate results. The results of the first solution were used as the boundary conditions for the detailed models of the connections. In the first stage of this study, stress distributions of two different chassis models, one of which has a fixed spring hanger(model 1). While other has movable (model 2), have been analyzed under three different road conditions.II Under the normal road conditions (road case 1), the stress values of the two different type of chassis have been found to be similar. But in the chassis model which has a fixed spring hanger(model 1), maximum principal stresses across the flange of the beam increases sharply. In the case of one rear wheel is free(road case2), which may occur the wheel drops into a hollow, the absolute stress values of the chassis with movable spring hanger(model 2) are found to be smaller than the other types values. In the case of a front wheel is free (road case3) stress values of the two types of connections increase. In the second stage of the study, the chassis with movable spring hanger (model2) which has lower stress values has been considered. And the effects of some modifications in connection plate have been investigated for the two road cases. Results can be summarized as follows: Stress distribution of connection plates with various thickness as 6mm, 8mm, and 10mm has been analyzed. Maximum principal stresses decrease with increasing plate thickness. The connection plate width has been changed (1=390, 430 and 470mm). Increasing plate width slightly decreases stress values under normal road conditions (road easel), while it increases stress values in the case of a fee front wheel (road case3). The increase in connection plate width decreases the flexibility of the connection which leads to an increase in stress and formation of tree axial stresses. The main profile thickness of the chassis increased from 8mm to 1 3 mm, while the connection plate thickness decreased from 6 mm to 5 mm. Maximum principal stress decreases with increasing moment of inertia. But chassis weight increase %8. It has been observed that any change of rivet distribution, rivet diameter and shape of connection plate also effects the maximum principal stress distribution. Choosing a convenient rivet placement and optimizing connection width and thickness seem to be practical solutions for decreasing the stress values when a modification in the main profile of the chassis is not possible.
Benzer Tezler
- Ağır ticari araçlar için hızlandırılmış dinamik yorulma analiz yöntemi geliştirilmesi
Accelerated dynamic analysis method development for heavy duty vehicle
ÜMİT BAĞDAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- High cycle fatigue life estimation in frequency domain using multi input multi output Q-T matrix method
Çok girişli çok çıkışlı Q-T matris yöntemi ile frekans uzayında yüksek çevrimli yorulma ömrü hesabı
EMEL KULA TOPAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Artırılmış fonksiyon kabiliyetli tomruk yükleyici vinç üretimi ve performans parametrelerinin incelenmesi
Increased function capability loader crane production and investigation of performance parameters
DUYGU GİZEM İHTİYAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik BilimleriGiresun ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK GÜNER
- Ağır tonajlı kamyon süspansiyonlarında yaprak yay braketlerinin topoloji optimizasyonu
Topology optimization of leaf spring brackets in heavy duty truck suspensions
ÇAĞDAŞ KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Otomotiv MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL ERMİŞ
- Test rigi ve yol koşulları kullanılarak arka aks kovanı yorulma davranışının incelenmesi
Investigation of rear axle housing fatigue behavior using test rig and road conditions
KEMAL ANIL ZEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL MURAT EREKE