FBE- Otomotiv Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/91

Gözat

Yazar "Atabay, Orhan" ile FBE- Otomotiv Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    Açık tekerlekli tek koltuklu bir spor otomobilin tasarımı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-12-13) Karaca, Onur ; Atabay, Orhan ; 503131716 ; Otomotiv
    Tez kapsamı boyunca işlenecek konunun başlığı boş kâğıttan (blank sheet) başlanarak tek koltuklu spor amaçlı bir otomobilin tasarlanmasıdır. Bu minvalde işlenecek alt konu başlıkları belli bir sistematik içinde ele alınacak olup, tez çalışmasının sonucunda belli tasarım kriterlerine göre dizayn ana hatları belirlenmiş, özgün özelliklere sahip, mühendisliğinin temel aşamaları işlenerek tariflenmiş tek koltuklu spor amaçlı bir otomobil tasarımı çıktısı elde edilecektir. Öncelikle tasarlanacak olan aracın mevcut benzer otomobillerin bulunduğu pazardaki konumu işlenecektir. Aracın hitap edeceği hedef kitlenin seçiminden sonra bu hedef kitleye özgü tasarım kriterleri belirlenecektir. Aracın olması planlanan pazardaki mevcut diğer örnek arabalar üzerinde yapılacak olan benchmark çalışmalarının da katkısıyla, bu tasarım kriterleri mühendislik alt yapısı ile işlenmeye çalışılacaktır. Tasarım kriterlerinin belirginleşmesinin akabinde belli taşıt öğeleri ilk paketleme çalışmaları kapsamında araç üzerinde konumlandırılacaktır. Bu başlıca taşıt öğeleri şu şekildedir: a. Gövde, b. Şasi, c. Süspansiyon, d. Direksiyon, e. Tahrik Organı, f. Yük Kapasitesi, g. Sürücü Tasarım kriterlerinin ve taşıt öğelerinin konumunun belirlenmesinin ardından literatürden alınan bilgiler ışığında aracın tasarımına başlanacaktır. Spor bir otomobil tasarlanacağı için şasi tasarımında öncelikli hedef burulma rijitliği yüksek bir tasarım meydana getirmektir. Tübüler çelik profilden olması planlanan şasi aynı zamanda mümkün olduğu kadar hafif olarak tasarlanacaktır. Gövde tasarımı için hedef müşteri kitlesinin beklentileri çok önemlidir. Dolayısıyla pazar içinde rekabet etme kapasitesi yüksek bir araç tasarımı üzerinde durulacaktır. Aerodinamik açıdan hem hedef kitlenin belirlediği tasarım kriterlerinin getirdiği fiziki sınırlar göz önünde bulundurulacak hem de düşük aerodinamik dirence sahip bir tasarım üzerinde çalışılacaktır. Aynı zamanda araç için bir ön ve bir de arka kanat tasarımı gerçekleştirilecektir. Bu kanatların yaratacağı yere basma kuvveti ilerleyen aşamalarda analiz edilecektir. Süspansiyon sistemi tasarımı ile direksiyon sistemi tasarımı bir arada ele alınacaktır. Tasarlanacak olan taşıt bir spor otomobil olduğundan yaygın süspansiyon tipi olan çift A kollu asılış üzerinde durulacaktır. Alt ve üst salıncak kolları literatürden elde edilecek bilgiler ışığında tasarlanacaktır. Yük transferleri etkisinde lastikten maksimum verimi alabilmek adına süspansiyon tasarımı ve lastik seçimi detaylıca irdelenecektir. Direksiyon sistemi tasarımı da tekerleğin düşey hareketi esnasında toe açısının değişimini minimum düzeyde yapacak şekilde tasarlanacaktır. Tek koltuklu bir spor otomobil tasarlanacağı için aracın tek kişilik olması hedeflenmektedir. Dolayısıyla yolcular için ayrıca bir hacim üzerinde çalışılmayacak olup yine aynı sebeplerden ötürü belirli bir bagaj hacmi de oluşturulmayacaktır. Aracın üç boyutlu olarak tasarlanmasının akabinde hesaplamalar kısmına geçilecektir. Bu aşamada ağırlıklı olarak Adams/Car yazılımında koşulacak simülasyonlar işlenecektir. Öncelikle, şasi tasarımı sırasında hedeflenen buruma rijitliğine erişilip erişilmediği kontrol edilecek olup aynı zamanda şasi üzerinde statik mukavemet hesapları da yapılacaktır. Bu çalışmalara paralel olarak aracın aerodinamik karakteristiği de incelenecek olup sürüklenme ve kaldırma katsayıları bulunacaktır. Aynı zamanda ön ve arka kanadın oluşturduğu yere basma kuvveti ve araç üzerinde momentleri yerel olarak hesaplanıp Adams/Car modeline entegre edilecektir. Bu sayede bu yere basma kuvvetlerinin araç dinamiğinde nasıl katkı vereceği genel anlamda belirlenmiş olunacaktır. Adams/Car yazılımında oluşturulan araç modelinin alt sistemlerinin büyük bir kısmı yazılım içinde baştan tanımlanacaktır. Oluşturulan taşıt tasarımına ait özgün "template"ler ve "subsystem"ler meydana getirilecektir. Daha sonrasında modellenen bu geometriler bir araç assembly klasörü altında birleştirilecektir. Bahsi geçen kısımda yazılıma ait bu teknik terimler detaylı olarak açıklanacaktır. Oluşturulan bu araç modeli yazılım içinde tanımlanan bir sürücü tarafından belli bir parkur üzerinde koşturulacaktır. Bir turun tekraren sürülmesi olarak hedeflenen çalışma sırasında araç modeli üzerinde gerçekleştirilecek değişimler hem kendi içlerinde hem de kümülatif olarak karşılaştırılacak olup araç seyir özelliklerine dair etkileri irdelenecektir. Bunun yanı sıra araç Adams/Car yazılımının içinde sanal olarak bir 'four-poster test rig' üzerine konumlandırılacak, belli bir yol uyarısında ortaya çıkacak tekerlek ve gövde salınımları da incelenecektir. Tüm bu analizler aracın gerçek hayattaki performansının bir göstergesi olacaktır. Tezin kapanış kısmında tasarlanan aracın hem tasarımsal açıdan hem de taşıt dinamiği açısından elde ettiği sonuçlar etraflıca açıklanacak ve tartışılacaktır. Yapılan çalışmanın yanında ileriye dönük olarak eklenebilecek çalışmalardan bahsedilecek olup, çalışma kapsamında belirli bir altyapı yönergesi oluşturulmaya çalışılacaktır.
  • Öge
    Ağır ticari taşıtlarda direksiyon sisteminin taşıt dinamiğine etkilerinin incelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-05-26) Erbil, İbrahim Engin ; Atabay, Orhan ; 503101709 ; Otomotiv ; Automotive
    Bu tez çalışmasının temel amacı, ağir ticari taşıtlarda direksiyon sistemi hakkında detaylı bilgi vermek ve direksiyon sisteminin alt parçalarının tasarımının taşıtın genel taşıt dinamiğine etkilerini inceleyerek çekici tipi ağır ticari bir taşıtta optimizasyon çalışmaları yapmaktır. Optimizasyon çalışmaları için, ADAMs yazılımında oluşturulan model analizleri ve taşıtlar üzerinde yapılan testlerden elde edilen objektif veriler kullanılmıştır. Analiz çalışmaları kapsamında taşıtın taşıt dinamiği parametreleri arasından en fazla, taşıt çukur veya tümseklerden geçtiği zaman ya da virajlara girerken süspansiyon-direksiyon sistemlerinin birbirleriyle uyumu ve etkileşimi, sürücüye kadar gelen etkileri, ideal dönüş ve minumum lastik aşınması için gerekli olan ackerman kuralı üzerinde durulmuştur. Bu parametreler doğrudan direksiyon sistemi parçalarının bağlantı noktaları, şekilleri ve tasarımları ile ilgilidirler. Ayrıca taşıt testleri sırasında, değişik tahvil oranlı ve valf karakteristiğine sahip direksiyon kutularının taşıt dinamiğine etkileri de objektif verileri ile incelenmiştir. İlk kısımda, ağır ticari taşıt tiplerinden kısaca bahsedilmiştir. Takiben yine aynı bölümde, ağır ticari taşıtlardaki direksiyon sistemi ve alt parçaları hakkında detaylı bilgilendirmeler yapılmıştır. Döndürülebilir aks sayısına göre direksiyon sistemi, tek aks veya çift aks döndürülebilir olarak ayrılmaktadır. Özellikle çift aks döndürülebilir taşıt tiplerindeki direksiyon sistemi parçaları fazla ve karmaşık bir yapıya sahiptirler. Bu tip taşıtlarda, sistemi destekleyen bir silindir ve bazı regülatif gereklilikleri sağlayan acil durum parçaları kullanılmaktadır. Ayrıca bu kısımda, direksiyon sistemi – taşıt dinamiği konularının beraber ele alındağı çalışmalar için literatür araştırması da yapılmıştır. Literatür araştırması kapsamında bulunan yayınlar incilenerek özet bilgi verilmiştir. Diğer bölümde, çekici bir taşıtın direksiyon sistemi ve ön aks süspansiyon sisteminin Adams/Car yazılımında oluşturulmuş modeli üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Bu kısımdaki amaç; tek aks kontrol edilebilir direksiyon sisteminin mekanik ana parçaları olan pitman kolu – kısa rod, kısa rod – deve boynu ve çolak kolları – uzun rod parçalarının birbirine bağlandığı koordinatlar x, y ve z eksenleri boyunca değiştirilerek paralel, zıt hareket süspansiyon simülasyonları uygulanmıştır. Bu tip simülasyonlar sonucunda, taşıt dinamiği parametrelerinden bump ve roll steer değişimlerinin direksiyon sisteminden ne derece etkilendiği hakkında yorumlar yapılmıştır. Ek olarak, modele direksiyon simülasyon programı uygulanarak direksiyon sisteminin dönmesi sağlanır. Bu simülasyon sayesinde de, aks aralık bilgisi girilen taşıtın ackerman hatasındaki değişimin direksiyon sistemi bağlantı noktalarının koordinatlarından ne derece etkilendiği hakkında bilgi edilinebilir. Elde edilen ve incelenen tüm bu veriler sayesinde optimum seviyede bump – roll steer ve ackerman hatası eldesi için bağlantı noktaları belirlenerek mekanik parçaların tasarımına başlamak için sınırlar belirlenebilmektedir. Bilgisayar destekli yazılım programlarında taşıta etki eden dış etmenlerin hepsi yansıtılamamaktadır. Ayrıca, iyi bir taşıt dinamiği için taşıt üzerinde yapılacak manevraların hepsi uygulanarak taşıt tepkisi subjektif ve alınan ölçümlerle objektif verilerle değerlendirilmelidir. Toplanan bu ölçümler karşılaştırmalı olarak kıyaslanarak tasarım seçimi ve çalışmalarına yön verilmektedir. Bu tez kapsamında, değişik tasarımlara sahip direksiyon sistemi alt parçalarının, çekici tipi bir taşıtta taşıt dinamiği testleri yapılmıştır. Denenen birden fazla çeşitliliğe sahip testlerin sonuçları alınarak tek bir grafikte karşılaştırılmıştır. Testler kapsamında taşıt statik halde, düşük hızlı park manevrası sırasında, düşük ve yüksek yanal ivmeli manevralar yapılmıştır. Bu manevralar sırasında direksiyon simidi moment ve tur açısı değerleri ile taşıta etki eden yanal ivme miktarları ölçülmüştür. Karşılaştırılan direksiyon sistemleri olarak, birbirinden farklı boylara sahip deve boynu parçaları denenmiş, ayrıca farklı valf karakteristiğine sahip direksiyon kutularının taşıt dinamiği etkileri karşılaştırılmıştır. Test edilen bu parametreler, değişik manevralara göre kendi içlerinde değerlendirilerek yorumlanmıştır. Tez çalışmasının son kısmında ise günümüz ağır ticari taşıtlarında henüz kullanılmayan fakat yapılan yoğun çalışmalar ile kısa bir zamanda ağır ticari taşıtlara da entegresi sağlanacak ileri teknoloji direksiyon sistemlerinden bahsedilmiştir. Bu sistemlerin getireceği faydalar ve bu faydalı özelliklerin taşıtın taşıt dinamiğini nasıl etkileyeceği anlatılmıştır. Tezin sonuç kısmında da, yapılan çalışmalar özetlenerek, direksiyon sisteminin doğru şekilde optimizasyonu yapılması ile iyi taşıt dinamiği özelliklerinin elde edilebileceği yorumu yapılmıştır.