Perçinli kamyon şasi bağlantılarının gerilme analizi

Ülkemizde, taşımacılığın çoğunun halen karayolu ile yapılması, kamyon tipi taşıtların önemini arttırmaktadır. Ağır yükler ve düzensiz yol şartlarında çalışan bu taşıtlarda belirli bir işletme süresi sonunda yapısal problemlerin ortaya çıkması olağandır. Ortaya çıkan problemler genellikle kritik bölgelerdeki gerilme artışı ve bunların zamanla neden olabileceği hasarlardır. Bu durumda şasi bağlantılarındaki daki gerilme ve deformasyon değerlerinin araştırılması, ortaya çıkabilecek sorunların yeni tasarımlarla giderilmesi açısından önemlidir. Bu çalışmada perçinli kamyon şasi bağlantılarının gerilme analizi yapılmıştır. Günümüzde, kompleks yapıların statik ve dinamik analizleri, bugün sonlu elemanlar olarak bilinen yöntemler ile yapılmaktadır. Bu yöntemde yapı matematiksel olarak tasarlanır. Gerçek yapının statik ve dinamik özelliklerini içeren model bilinen elastik özelliklere sahip sonlu elemanlara bölünür ve matris formunda yazılır. Gelişen bilgisayar teknolojisi ve yazılımlar problemin çözülmesinde kullanılan araçlardır. Buradaki problemin çözümünde ANSYS (Analiz-Sistem) genel amaçlı sonlu eleman programı kullanılmıştır. İlk olarak genel hatları ile modellenen şasinin çeşitli yol konumlan için çözümleri yapılmıştır. Modelin büyük olması nedeni ile elde edilen sonuçlar kabadır. Daha hassas sonuçlar elde edebilmek için alt modelleme (submodeling) tekniği kullanılmıştır. Bağlantılar ayrıca detaylı olarak modellenmiş ve ilk çözümden elde edilen sonuçlar bu bölüm için sınır şartı olmuştur. İlk aşamada; şasi arka makas bağlantısının sabit (1. model) ve hareketli(2. model) olan iki farklı şasi modelinde üç farklı yol durumunda gerilme analizleri yapılmıştır. Düz yol konumunda (l.yol durumu) her iki şasi tipinde, bağlantılarda meydana gelen gerilme değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Fakat arka makas bağlantısı sabit olan tipteIV (1. model) ana profildeki enine kesit boyunca gerilmeler ani bir artış göstermektedir. Arka tekerleklerden birinin çukura düşmesi durumunda(2.yoi durumu) arka makas bağlantısı hareketli olan tipte (2.model) meydana gelen gerilmeler mutlak değerce daha küçük çıkmaktadır. Bunun nedeni hareketli olan bağlantının kendini yol konumuna göre ayarlayarak bir mesnetteki fazla tepkiyi diğerine dengeli olarak dağıtmasından dolayıdır. Ön tekerin çukurda olması durumunda ise (3 yol durumu) her iki tiptede ara makas bağlantısmdaki gerilme değerleri artmıştır. İkinci aşamada farklı yol konumlarına daha küçük gerilmelerin meydana geldiği arka makas bağlantısı hareketli olan şasi tipi (2. model) ele alınarak, bağlantıdaki değişikliklerin gerilmeleri düz yolda ve ön tekerin çukurda olması durumunda nasıl etkilediği araştırılmıştır. Bağlantı plakası kalınlığı (t) 6mm, 8mm ve 10mm lik değerleri,için gerilme dağılımları incelenmiştir. Kalınlığın artması ile bağlantı plakasındaki gerilmelerin azaldığı görülmüştür. Bağlantı plakası genişliğinin (1) 390mm, 430mm ve 470mm gibi farklı değerleri için, gerilme dağılımları incelenmiştir. Bağlantı plakası genişliğindeki artış düzyol durumunda gerilmelerin azalmasına, ön tekerleğin çukurda olması durumunda ise, üç eksenli gerilmelerin doğmasına ve gerilmelerin artmasına neden olmuştur. Şasi ana profil kalınlığı 8mm' den 13 mm'ye çıkartılıp bağlantı plakası kalınlığı ömm'den 5 mm' ye azaltıldığı başka incelemede: kalınlığın artması ile atalet momentinin artması sonucunda gerilmelerde önemli bir azalma, buna karşın şasi ağırlığında %8'lik bir artış meydana gelmiştir. Bağlantı plakası şekli, perçin yerleri ve perçin çaplarında yapılan değişimlerin de gerilmeler üzerinde etkisi olduğu görülmüştür. Şasi ana profilindeki değişimin mümkün olmadığı durumlarda, uygun perçin yerleşimi veya uygun bağlantı kalınlığı ve genişliği ile gerilmelerin azaltılması pratik bir çözüm olarak görülmektedir.