Solo soğutucularda kapı alt kapama parçasında görülen deformasyonların sayısal ve deneysel incelenmesi ve iyileştirme çalışmaları

Günümüzde kullanılan solo soğutucu ürünlerde fonksiyonel yeterliliğin ve enerji verimliliğin dışında görsel açıdan da ürünlerin yüksek seviyelere çıkması beklenir hale gelmiştir. Sadece soğutucu ürünün iç kısmında değil dışından da şıklık ve kalite olgusu aranan önemli özelliklerden biri olmuştur. Firmalar da pazardan gelen bu beklentileri karşılamak adına solo soğutucu ürünlerin kapılarının dış kısımlarına farklı renklerde cam uygulaması yaparak hatta ürünün kontrol ünitesini bu cam kapıların yüzeyine uygulanarak kullanıcılara hem estetik açıdan güzel hem de fonksiyonellik açısından daha kullanışlı ürünler sunmuştur. Firmalar, cam kapılı ürünler ortaya çıkarırken diğer ürünlerde elde ettiği tasarım tecrübesinin dışında yeni uygulamanın getirdiği bazı sınırlamaları da göz önününde bulundurarak tasarımlar yapmak durumdadır. Tasarım sınırları göz önünde bulundurularak yapılan tasarımların uygulanması sırasında öngörülemeyen başka problemler ile karşılaşılabilinir. Bu problemlerin ortadan kaldırıp sorunsuz üretim şartlarını sağlayabilmek için mühendislik yaklaşımlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Tez kapsamında cam uygulaması yapılmış solo soğutucu ürünlerin kapı açılıp ve kapı açıklığı 1400 ' ye ulaştığında kapı başka ürünlere ya da kendi gövdesine çarpmaması için durdurulur. Durdurma işlemi sağlanıp kapı açma yönünde zorlamaya devam edildiğinde kapının alt kısmında kapama plastiği üzerinde orta menteşeye yakın bölgelerinde deformasyonlar gözlemlenmiştir ve bu konuyla ilgili proje başlatılmıştır. Tez başlangıcında ilk olarak probleme etki edebilecek parçalar incelenip her biri hakkında bilgiler toplanmıştır. Problemin tekil problem olmayıp süreklilik arz eden problem olup olmadığını belirlemek amacıyla IEC 60335 Ev ve benzeri yerlerde kullanılan elektrikli cihazlar için güvenlik kuralları bölüm 2.24 – Soğutucular, dondurma makinaları ve buz yapıcılar için özel kurallar yönetmeliğine dayandırılmış aşırı germe testi uygulanması kararlaştırılmıştır. Aşırı germe testi uygulanmadan önce cihazın hazırlanması için gereken yükleme testi uygulanmıştır. Sonrasında aşırı germe testi uygulanıp test sonucu parçalar ayrı ayrı incelenmiştir. Aşırı germe test koşulları referans alınarak parçalar üzerinde sonlu elemanlar analizi uygulayıp test sonuçlarıyla birbirini doğrulama çalışması yapılması planlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda her bir parça için malzeme bilgileri, malzeme teknik verileri araştırılıp tanımlanmıştır sonrasında sonlu elemanlar analizi yapılarak deformasyonların gözlemlendiği kapı alt kapama plastik parçası ve kapı alt destek sacı parçası için incelemelerde bulunulmuştur. Aşırı germe test sonuçları ile sonlu elemanlar analizi karşılaştırılarak temel problemin tanımlanması yapılmıştır. Problem tanımı tam olarak yapıldıktan sonra solo soğutucu ürünlerin problemle ilgili kısımlarda firma bünyesi içinde bulunmuş diğer çözümler incelenmiştir ve rakip firmalardaki çözümleri incelemek adına patent araştırmaları yapılmıştır. Patent araştırmaları sırasında özellikle menteşe tasarımlarından ziyade menteşelerin kapı gövdesiyle bağlantıları ve kapı açılma sırasında oluşacak gerilmenin nasıl yayıldığı ve dengelendiğine odaklanılmıştır. Problem için çözüm önerilerine geçmeden önce doğru çalışmalar yapmak adına ve parçalar üzerinde başka öngörülmeyen problemlere sebep olmamak amacıyla plastik ve sac parçaların tasarımlarında dikkat edilmesi gereken hususlar için literatür araştırmaları yapılmıştır. Çözüme ulaşmak amacıyla tasarım önerilerine geçmeden önce parçaların tasarım sınırları belirlenip sıralanmıştır. Belirlenen tasarım sınırları göz önünde bulundurularak önce kapı alt destek sacı için tasarım önerileri toplanmıştır ve her bir öneri için tahmini kalıp maliyet analizleri yapılmıştır. Sonrasında, kapı alt kapama plastik parçası için tasarım önerileri belirlenmiş ve bu parça için tahmini kalıp maliyet analizi yapılmıştır. Toplanan tasarım önerilerinin karşılaştırılabilmesi için kapı alt kapama plastik parçası üzerinde deformasyonların görüldüğü bölgeler 5' e ayrılmış ve her bölge isimlendirilmiştir. Önce kapı alt destek sacı için verilen önerilere analiz yapılarak kapı alt kapama plastik parçası üzerindeki uzama değerleri referans alınarak belirlenen 5 bölge için yüzdelik iyileşmeler belirlenmiş ve öneriler karşılaştırılmıştır. Sonrasında kapı alt kapama plastik parçası için verilen önerilere analiz yapılarak belirlenen 5 bölgedeki uzama değerleri elde edilmiştir ve bu veriler göz önünde bulundurularak iyileştirme yüzdeleri karşılaştırılmıştır. Oluşturulan karşılaştırma matrislerinin sonucunda kapı alt destek sacının malzemesinin değiştirilip akma dayanımı daha yüksek malzeme kullanımı ve parça et kalınlığının 1 mm' ye çıkarılma önerisi en fazla iyileşmenin görüldüğü öneri olmuştur. Kapı alt kapama plastik parçası için ise en fazla deformasyonun gözlemlendiği bölgedeki adımın iptal edilip kaburgaların eklendiği önerinin en fazla iyileştirme etkisini yaptığı belirlenmiştir. Kapı alt destek sacı ve kapı alt kapama plastik parçası için elde edilen optimum çözüm önerileri birleştirilerek sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Birleştirilmiş öneriler için analiz yapılırken problemin tanımının yapılması sırasında uygulanan bütün sınır ve temas koşulları korunup sadece değişen CAD tasarımı ve malzeme bilgileri güncellenerek yapılmıştır. Bu sayede problem ve çözüm arasındaki karşılaştırmada hata oranı minimuma indirilmiştir. Yapılan analiz sonucunda problemin gözlemlendiği tüm bölgelerde yüksek oranda iyileşmeler tespit edilmiştir. Kapı alt destek sacı için verilen öneriler arasında iki çözüm önerisi için numune çalışması yapılıp mekanik testler uygulanmıştır. Yapılan testler sonucunda hem parçalar üzerindeki iyileşmleler ortaya konulmuş hem de yapılan analizlerin sonuçlarının doğruluğu teyit edilmiştir. Tez çalışması sırasında problem tanımlanırken yapılan test ve analizlerde ilk durumda kapı alt destek sacının oluşan gerilmeler sonucunda plastik deformasyona uğrayıp görevini yerine getirememesi ve oluşan momenti kapı alt kapama plastik parçasına taşıdığı ortaya konulmuştur. Bu bağlamda kapı alt destek sacı için akma dayanımı daha yüksek malzeme kullanılabileceği ve malzeme et kalınlığının artırılabileceği görülmüştür. Tez çalışmasında kapı alt kapama plastik parçasının çalışma koşullarında ilk olarak zayıf kaldığı bölgeler ortaya konuşmuştur sonrasında bu deformasyonların da görüldüğü bu zayıf bölgelerin güçlendirilmesi amacıyla tasarım değişikliği yapılıp modifikasyon uygulanarak parça üzerindeki deformasyonların ortadan kaldırılabileceği ortaya konulmuştur. Sadece problemin görüldüğü modelde kullanılan kapı alt kapama plastik parçasında değil diğer modellerde kullanılan ve ilerideki projelerde kullanılacak kapı alt kapama plastik parçalarında tez içinde faydası ispatlanmış güçlendirme çalışmaları uygulanabileceği tecrübe edilmiştir.