Developing Parametrically Optimum Design of a Land Vehicle Using the Taguchi Method and Finite Element Method

DÜMF Mühendislik Dergisi Pub Date : 2023-05-17 DOI:10.24012/dumf.1203178

Osman Bahadır Özden, Barış Gökçe

{"title":"Developing Parametrically Optimum Design of a Land Vehicle Using the Taguchi Method and Finite Element Method","authors":"Osman Bahadır Özden, Barış Gökçe","doi":"10.24012/dumf.1203178","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Kara araçları fonksiyonel ihtiyaçların karşılanabilmesi ve üretim sonrası kullanım durumunda yapısal olarak emniyetli çalışması için tasarlanan araçlardır. Arazi şartları için uygulanan tasarım aracın hareket sınırlarını değiştirebilmektedir. Yapının güvenli çalışması için yapısal emniyeti sağlamak amacıyla sonlu elemanlar analizi (SEA) sonuçlarına göre tasarımlar gerçekleştirilip iyileştirilebilmektedir. Sınır değerleri ve yapısal güvenliği sağlamayan araçlar veya makineler can kaybına sebep olabilmektedir. Seri üretim için makine tasarımlarında kullanıcı isteğine göre farklı ve hızlı tasarımlar elde edilmesi üretici firmalar tarafından istenilebilmektedir. Bilgisayar destekli tasarım programlarının, programlama dilleri ile haberleştirilip arayüzler hazırlanarak hızlı ve farklı tasarımlar elde edilebilmekte ayrıca tasarım için uygulanan mühendislik maliyetini azaltabilmektedir. Belirlenen parametrelere göre hazırlanan bu arayüzler ile parametrik olarak fonksiyonel amaçları karşılayan tasarımlar gerçekleştirilebilmektedir. Bu çalışmada insan veya yük taşımak için tasarlanan bir kara aracının, arazi açıları, birden çok kişilik kullanımı ve farklı fonksiyonel ihtiyaçları için şasinin uzunluğu, yüksekliği ve genişliği ana değişkenler olmak üzere 17 adet değişken parametrik tasarım arayüzünde tanımlanmıştır. Aracın önden çarpma, yanal çarpma ve şasinin burulması konfigürasyonları için SEA gerçekleştirilmiştir. Bu konfigürasyonlara göre 9 adet farklı tasarım için Taguchi metodu ile optimum tasarım parametreleri belirlenmiştir. Optimum tasarıma göre önden çarpma konfigürasyonu için 44.7 MPa, yanal çarpma durumu için 25.62 MPa ve burulma konfigürasyonu için 33.66 MPa Von-Misses eşdeğer gerilme değerleri elde edilmiştir. Hareket sınırları için tırmanabilme açısı 25°, yanal devrilme açısı 34° ve ivme sınırı 14 m/s2 olarak belirlenmiştir. Aracın genel yapı itibariyle emniyetli olduğu belirlenmiş ve optimum tasarıma göre aracın üretimi gerçekleştirilmiştir.","PeriodicalId":158576,"journal":{"name":"DÜMF Mühendislik Dergisi","volume":"25 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-05-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"DÜMF Mühendislik Dergisi","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.24012/dumf.1203178","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Kara araçları fonksiyonel ihtiyaçların karşılanabilmesi ve üretim sonrası kullanım durumunda yapısal olarak emniyetli çalışması için tasarlanan araçlardır. Arazi şartları için uygulanan tasarım aracın hareket sınırlarını değiştirebilmektedir. Yapının güvenli çalışması için yapısal emniyeti sağlamak amacıyla sonlu elemanlar analizi (SEA) sonuçlarına göre tasarımlar gerçekleştirilip iyileştirilebilmektedir. Sınır değerleri ve yapısal güvenliği sağlamayan araçlar veya makineler can kaybına sebep olabilmektedir. Seri üretim için makine tasarımlarında kullanıcı isteğine göre farklı ve hızlı tasarımlar elde edilmesi üretici firmalar tarafından istenilebilmektedir. Bilgisayar destekli tasarım programlarının, programlama dilleri ile haberleştirilip arayüzler hazırlanarak hızlı ve farklı tasarımlar elde edilebilmekte ayrıca tasarım için uygulanan mühendislik maliyetini azaltabilmektedir. Belirlenen parametrelere göre hazırlanan bu arayüzler ile parametrik olarak fonksiyonel amaçları karşılayan tasarımlar gerçekleştirilebilmektedir. Bu çalışmada insan veya yük taşımak için tasarlanan bir kara aracının, arazi açıları, birden çok kişilik kullanımı ve farklı fonksiyonel ihtiyaçları için şasinin uzunluğu, yüksekliği ve genişliği ana değişkenler olmak üzere 17 adet değişken parametrik tasarım arayüzünde tanımlanmıştır. Aracın önden çarpma, yanal çarpma ve şasinin burulması konfigürasyonları için SEA gerçekleştirilmiştir. Bu konfigürasyonlara göre 9 adet farklı tasarım için Taguchi metodu ile optimum tasarım parametreleri belirlenmiştir. Optimum tasarıma göre önden çarpma konfigürasyonu için 44.7 MPa, yanal çarpma durumu için 25.62 MPa ve burulma konfigürasyonu için 33.66 MPa Von-Misses eşdeğer gerilme değerleri elde edilmiştir. Hareket sınırları için tırmanabilme açısı 25°, yanal devrilme açısı 34° ve ivme sınırı 14 m/s2 olarak belirlenmiştir. Aracın genel yapı itibariyle emniyetli olduğu belirlenmiş ve optimum tasarıma göre aracın üretimi gerçekleştirilmiştir.

查看原文