Otomobil süspanpansiyon helisel basma yaylarının bloklama operasyonunun sonlu elemanlar analizi

Abstract

Bu çalışmada, otomobil süspansiyon silindirik helisel yaylarının üretiminde yeralan bloklama operasyonunda yay boyunda oluşan plastik deformasyon miktarı odasıcaklığında deneysel olarak incelenmiş ve sonlu elemanlar metodu ilekarşılaştırılmıştır. Deneyde kullanılan 60SiCr7 yay çeliği malzemesine özdeş yaylar,aynı bloklama şartlarında 100°C ve 200°C'de bloklanmış, sıcaklık arttıkça yaymalzemesinin elastisite ve akma gerilmesi azaldığından dolayı, blok boyundakimaksimum kuvvet değeri azalmış ve yayların plastik deformasyon miktarlarıartmıştır. Ayrıca, deney yayının ortalama sargı çapının ±20 mm ve sarım sayısının da±0.25 değerlerinin kombinasyonları ile elde edilmiş 9 adet yayın CAD modelioluşturulmuş, sonlu elemanlar modeli ile Ansys programında bloklama operasyonlarıanaliz edilmiştir. Analiz sonucunda, sarım sayısı ve ortalama sargı çapı azaldıkça,blok boyundaki maksimum kuvvet değeri ve yay boyundaki plastik deformasyonmiktarının arttığı hesaplanmıştır. Cevap yüzeyi metodu ile sarım sayısı ve ortalamasargı çapı parametreleri ile plastik deformasyon miktarı ve maksimum kuvvetdeğerlerini veren fonksiyonlar bulunmuştur.

In this study, amount of plastic deformation occurs in helical spring at blockingoperation in automobile suspension cylindrical helical spring production isresearched experimentally and finite element analysis in room temperature andresults is compared. Identical springs have 60SiCr7 spring steel material structureused in the experiment are blocked in 100°C and 200°C temperatures at identicalblocking conditions. Temperature increase, because of reduced spring materialelasticity module and yield stress, reduced the maximum force occurring in springand increased the amount of plastic deformation of the spring. Also, 9 springs CADmodel are obtained by combining ±20 mm values of mean cooling diameter and±0.25 values of number of coils of the experiment spring. These CAD models areanalyzed by finite element method in Ansys program. As result of analysis numberof coil and mean cooling diameter decrease, maximum force and amount of plasticdeformation increase is calculated. Using response surface method with number ofcoils and mean cooling diameter parameter is found functions that are givenmaximum force and plastic deformation values.