Analitik ve deneysel yöntemlerle jantların yapısal analizi

Yeni ürün geliştirme süreci ürün dayanıklılığının, ve üretim tekniklerinin içerdiği kapsamlı bir yaklaşımı gerektirmektedir. Analitik ve deneysel teknikler üreticilere güçlü bir karar verme yeteneği kazandırmaktadır. Bu metodların ilişkisi birbilerini tamamlamaktadır. Sonlu elemanlar analizi kalıp yatırımları öncesi karar verme için önemlidir. Bu sayede üretimde karşılaşılabilecek problemlere göre kalıplar tasarlanabilmektedir. Analitik ve deneysel sonuçlar arasındaki bir doğrulama üreticileri güvenli bölgede tutar. Bu çalışmada yeni bir jant ebadına sahip, 8.25x20, bir jant incelenmiştir. Jantın kasnak parçası farklı malzeme kalınlıklarıyla ve malzeme kaliteleriyle, disk parçası sabit tutularak sonlu elemanlar analizlerinde ve fiziksel radyal yorulma testelerinde koşturulmuştur. Sonlu elemanlar analizlerinin sonuçları yorulma ömrü hesaplarında kullanılmıştır. İlk olarak S275 malzeme kalitesine ve 5 mm malzeme kalınlığına sahip bir kasnak değerlendirilmiştir. İlk bölümün sonunda %1' in altında bir farkla ağ yapısında bulunan eleman sayısından bağımsızlık ve %6.71 bir farkla fiziksel test ve analitik sonuçlar arasında doğrulama sağlanmıştur. İlk durumda yorulma ömrü çevrimi gerekenden az bulunmuştur. Ağ yapısındaki eleman sayısından bağımsızlık ve doğrulama yapılmış fiziksel test ve analitic sonuçlar arasında doğrulamaya eriştikten sonra S420 malzeme kalitesine ve 6 mm malzeme kalınlığına sahip bir kasnak fiziksel test ve sonlu elemanlar analizinde koşturulmuştur. Testler ve analitik sonuçlarının yüksek çevrim değerleri sonucunda bu tasarımın 2,270 kg' lık bir yükü taşıyabileceği değerlendirilmiştir. Fakat ilk ve ikinci tasarımların arasında olacak şekilde bir ağırlık azaltımı arzulanmıştır. Bu yüzden 5.5 mm malzeme kalınlığına sahip ek bir kasnak tasarımı yapılmıştır. Ayrıca malzeme kalitesi S275' e düşürülmüştür. Bu tasarımla birlikte ikinci tasarıma göre %8.26' lık bir ağırlık azaltımı sağlanmıştır. Ayrıca ilk tasarımla karşılaştırıldığında kasnak parçasında bulunan maksimum asal gerilme 303.28 MPa' dan 255.51 MPa'ya düşürülmüş ve gerekli yorulma ömrünü sağlayan bir tasarım gerçekleştirilmiştir.