Onur KELEBEK, NUSRET SEFA KURALAY, MUSTAFA UMUT KARAOĞLAN

Ağır Taşıtlar İçin Çok Katlı Konvansiyonel Yaprak Yay Yerine Tek Katlı Parabolik Yaprak Yay Tasarımı ve Analizi

Gelişen teknoloji ile birlikte hafif ve ağır ticari araç üreticileri, şasi altındaki birçok alt parçada ağırlık azaltma çalışmasını ilke edinmişlerdir. Aracın tekerlek askı sisteminde yer alan yaprak yayların konvansiyonel tipi olanlarında, birim parça ağırlığının parabolik yaprak yaylara göre fazla olması sebebi ile son dönemlerde parabolik yaprak yay üretimi artmış bulunmaktadır. Bu çalışmada, ağır ticari bir aracın ön aksı için tasarlanmış olan mevcut üç katlı konvansiyonel yaprak yay yerine tek katlı parabolik yaprak yayın geometrik tasarımı, katı model olarak hazırlanması, yaprak yay katılığının bilgisayar destekli hesaplanması, belirlenen yaprak yay düşey ve frenleme kuvvetleri girdileri ile gerilme analizinin ve Wöhler eğrisi yardımı ile yorulma analizinin bilgisayar destekli hesaplanması incelenmiştir. Sonuçlar değerlendirilmiştir. Tek katlı parabolik yaprak yay gerilme ve yorulma sonuçları açısından uygun bir tasarımdır.

Design and Analysis of Mono-Leaf Spring Instead of Multi-Leaves Conventional Leaf Spring for Heavy Vehicles

With the developing technology, light and heavy commercial vehicle manufacturers have adopted the principle of weight reduction studies on many sub-components which assembled under the chassis. The parabolic leaf spring production has been increased in recent years due to the fact that the unit weight of the conventional type of leaf springs in the wheel suspension system of the vehicle is larger than that of the parabolic leaf springs. In this study, current three-layered conventional leaf spring designed for the front axle of a heavy commercial vehicle was replaced by a single-layered parabolic leaf spring that its geometric design as solid model, calculation of rate with computer aided, calculation of stress analysis and fatigue analysis by Wöhler curve with computer aided by specified vertical and brake load inputs were investigated. Results were evaluated. Monoleaf parabolic leaf spring is an appropriate design in terms of results of stress and fatigue.

PDF

___

Best, C., Hamon, C., and Mezzatesta, G., (2002). “Basic Utility Vehicle Suspension Design” The University of Texas, Austin, Fall.
Bodur, F. N. (2008). “Taşıt süspansiyon sistemlerinin bulanık mantıklı kayan tipli kontrolü” Doktora tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya.
Craig, K. (b.t). “Automotive Suspension Systems” Motivation for the Study of Mechanical System Physical & Mathematical Modeling, Rensselaer Polytechnic Institute.
DIN EN 10092-1, (2004). “Hot rolled spring steel flat bars”.
Düven, E. (2007). “Taşıtlar için aktif süspansiyon sistemlerinin geliştirilmesi” Doktora tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
Fischer, G., Streicher, M., Grubisic, V. (1998). “Durability Approval of Leaf Springs Under Operational Loading” SAE Paper 982839, Indianapolis, USA.
Gillespie, T.D. (1992). “Fundamentals of Vehicle Dynamics”, SAE, USA.
Grubisic, V. (1994). “Determination of load spectra for design and testing” Int. J. Veh. Des. 15 8-26.
Karaçay, T. (2001). “Taşıt Sürüş Karakteristiğinin Durağan Olmayan İstatistiksel Analizi”.
Karditsas, S., Savaidis, G., Malikoutsakis, M. (2015). “Advanced leaf spring design and analysis with respect to vehicle kinematics and durability” Int. J. Struct. Integr. 6 243-258.
Karditsas, S., Savaidis, G., Mihailidis, A., Savaidis, A., Fragoudakis, R. (2014). “Leaf springs – design, calculation and testing requirements” in: Proc. 35th International Symposium on Mechanics and Materials, Rhodos, Greece.
Kuralay, N. S. (2008a). “Motorlu Taşıtlar” İzmir: TMMOB Makine Mühendisleri Odası.
Kuralay, N. S. (2008b). “Motorlu Taşıtlar” İzmir: TMMOB Makine Mühendisleri Odası. [14] Mansfield, N.J., Griffin, M.J. (2000). “Difference Thresholds For Automobile Seat Vibration, Applied Ergonomics” 31, 255-261.
Omar, M. A., Shabana, A. A., Mikkola, A., Loh, W., Basch, R. (2004). “Multibody System Modeling of Leaf Springs” Journal of Vibration and Control, Sage Publications.
Prasad, N., Tewari, V.K., Yadav, R. (1995). “Tractor Ride Vibration-A Review” Journal of Terramechanics, 32, 4, 205-219.
Savaidis, G., Malikoutsakis, M., Savaidis, A., (2013). “FE simulation of vehicle leaf spring behavior under driving maneuvers” Int. J. Struct. Integr. 4 (1) 23-32.
Schütz, W. (1967). “Über eine Beziehung zwischen der Lebensdauer bei konstanter und veränderlicher Beanspruchungsamplitude und ihre Anwendbarkeit auf die Bemessung von Flugzeugbauteilen, Zeitschrift für Flugwissenschaften” 15 407-419.
Society of Automotive Engineers (SAE), (1990). “Spring Design Manual”.
T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI (MEB), (2005). “Süspansiyon Sistemleri” MEGEP (Mesleki Eğitim ve Öğretim Sistemini Güçlendirme Projesi), Ankara.
TS EN 10089 (2005). “Su verilmiş ve temperlenmiş yaylar için sıcak haddelenmiş çelikler – Teknik teslim şartları”.
Topbaş, M. A. (1998). “Çelik ve Isıl İşlem El Kitabı” Ekim Ofset ve Mücellithanesi, İstanbul.
Warmgeformte F. (1987). “Konstruktion und Fertigung” Frankfurt.