Kauçuk burçların termoplastik kompozit malzemeler ile tasarımı ve titreşim sönümleme karakteristiklerinin analizi

Abstract

Bu çalışma, araç üzerinde birçok farklı bölgede kullanılan, metal parçaların birbirine bağlanmasını sağlayıp belirli oranlarda hareket serbestliği kazandıran, zeminden ve motor gibi araç üzerindeki hareketli parçalardan kaynaklanan, titreşimi sönümleyen, elastomer grubundan olan kauçuk burçlar ile ilgilidir. Özellikle süspansiyon sistemlerinde bağlantı parçası olarak kullanılan kauçuk burçlar, her araçta farklı karakteristiğe sahiptir. Araç dinamiğinden gelen yüklemeler aracın her bölgesi için farklı olduğu gibi, her araç içinde bu değerler değişmektedir. Araç üzerinde değişik yüklemelerden en çok etkilenen parçalardan biri de kauçuk burçlardır. Farklı yükleme değerlerini sağlayabilmek için kauçuk burçların geometrisinde değişiklik yapıldığı gibi kauçuk parça arasına yaprak sac parça konularak da bu yüklemeler sağlanabilmektedir. Çalışma, yaprak sac kullanıldığında kauçuk burçlardaki katılık değerlerinin radyal, eksenel, torsiyonel ve kardanik yöndeki değişiminin, doğrusal olmayan sonlu elemanlar analizini ve bu analiz değerlerinin testler ile doğrulanmasını içermektedir. Parça tasarımları Catia V5 programı kullanılarak gerçekleştirilmiş ve doğrusal olmayan analiz modeli ise Msc. Marc. Mentat programında hazırlanmıştır. Malzeme modeli, gerçekleştirilen testler sonucunda oluşturulan kütüphaneden seçilmiş olup, yapılan analizlerin doğruluğu üretilen numune parçaların test edilmesi ile sağlanmıştır. Ayrıca kauçuk burçlarda genel olarak metal malzeme olarak kullanılan iç burç, dış burç ve yaprak sacların kompozit malzeme olarak kullanılmasını ve kompozit malzeme sonlu elemanlar analizini içermektedir. Kompozit malzeme kullanılmasının getirdiği avantaj ve dezavantajlar değerlendirilmiştir.

This study related to rubber bushes which are considered elastomer group. These rubber bushes are used in many different areas on a vehicle which allow metal parts to be connected to each other and give certain proportions of freedom of movement and absorb a vibration from a floor and moving parts on the vehicle such as an engine. Rubber bushes which are especially used as connected parts in suspension systems have different characteristics in each vehicle. Loads come from the vehicle dynamics are different for each area in the vehicle and these values are variable for each vehicle. One of the most affected parts on the vehicle by these different loads are the rubber bushes. In order to provide different loading values, geometry of the rubber bushes could be changed or a sheet metal part could be placed into the rubber part. The study includes nonlinear finite element analysis of the change of stiffness of rubber bushes in radial, axial, torsional and cardanic directions when the sheet metal is used and validating these analysis values by tests. Parts were designed by using Catia V5 program and the nonlinear analysis model was prepared by Msc. Marc. Mentat program. The material model was taken from the library containing result of previous tests. Accuracy of the analyzes result was ensured by testing sample part. Therefore, this study includes the usege of inner bushings, outer bushings and inner sheets as a composite material and finite element analysis of them. In additon to that, it involves evaluation of advantages and disadvantages of using composite materials.