Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ

Yıl 2021, Cilt: 26 Sayı: 3, 1121 - 1138, 31.12.2021
https://doi.org/10.17482/uumfd.939663

Öz

Kuru kavramalı debriyaj sistemlerinde yer alan debriyaj baskısının alt bileşeni olan diyafram yay formu, performans ve ömür parametreleri açısından büyük bir role sahiptir. Bu çalışmanın amacı, diyafram yay geometrik formunu ömür parametresi açısından optimize etmektir. Önce, diyafram yayı kuvvet-yer değiştirme ilişkisi deneysel, teorik ve sonlu elemanlar yaklaşımıyla incelenmiştir. Sonra mekanik özelikleri karakterize etmek için diyaframda kullanılan 50CrV4 malzemesine sahip numuneler için çekme ve yorulma testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler sonlu elemanlar yönteminde kullanılarak simülasyon ve optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Yapılan optimizasyon çalışmalarında diyafram yaya etki eden gerilme değerlerini düşürmek ve yorulma ömrünü arttırabilmek için deney tasarımı yöntemiyle 149 adet dizayn noktası oluşturulmuştur. Yanıt yüzeyi metoduyla optimum diyafram yay tasarımı belirlenmiş ve nihai tasarım belirlenen amaç optimizasyonuyla doğrulanmıştır.

Kaynakça

  • 1. Alanbay, B. (2015). Aero-structural design and analysis of a joined-wing kit, M.Sc. Thesis, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, Ankara.
  • 2. ASTM E466-15 (2015). Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials, ASTM International, West Conshohocken.
  • 3. Atalan, AY. (2020) Developing optimization models for wind energy using design of experiment, Ph.D. Thesis, Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure And Applied Sciences, İstanbul.
  • 4. Doman, Y., Fujii, T., Okubo, K. and He, H. (2003) Influence of residual stress on the load–deflection curve of diaphragm springs for automobile clutches, JSAE Review, 24(2), 197-203. doi:10.1016/S0389-4304(02)00299-0
  • 5. Dönmez Debriyaj, 2011, Debr-i Alem Dergisi, 17, İzmir.
  • 6. Kabacaoğlu, S. (2021). Debriyaj sistemlerinde kullanilan diyafram yaylarda formun yorulma dayanimi ve mekanik karakteristiğe olan etkisinin teorik ve deneysel olarak iyileştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
  • 7. Karataş, A. (2019). Katlanmış çelik plağın Ansys programı ile geometrik bakımın lineer ve lineer olmayan optimizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • 8. Krishnasamy, K., Masse, F. and Simon, O. (2018) Fatigue analysis of diaphragm spring in double dry clutch including manufacturing process, Procedia Engineering, 213, 606–612. doi:10.1016/j.proeng.2018.02.056.
  • 9. Lopez-Tapia, AC. (2019) Optimization of the geometry of domestic gas burner injectors by using the design exploration process, M.Sc Thesis, University of Cantabria, Faculty of Science.
  • 10. Nam, W., Lee, C., Chai, Y.S. and Kwon, J. (2000) Finite element analysis and optimal design of automobile clutch diaphragm spring, Seoul 2000 FISITA World Automotive Congress, Korea.
  • 11. Ozansoy, O. (2015). Multi-objective optimization of dynamic behaviour of automotive clutch system and power transmission, Ph.D. Thesis, Istanbul Technical University, Graduate School of Science Engineering and Technology, İstanbul.
  • 12. Rupnar, A., Babar, A., Karale, A. and Gundawar S. (2016) Design and analysis of diaphragm spring of a single plate dry clutch, International Journal of Science Technology & Engineering, 2 (12): 26-30.
  • 13. Schnorr, C. (2003) Handbook for Disc Springs, Schnorr Corp., Michigan, USA.
  • 14. Simeonov S., Simonovski P., Avramovski N., Mirakovski, D., Milev, S. and Cekerovska, M., (2017), Finite element analysis of stress of vehicles friction clutch diaphragm, 14th International Congress Machines Technolоgies. Materials, Bulgaria, 358-362.
  • 15. Trotea, M., Constantinescu, A. and Simniceanu, L. (2020) Analytical calculation, numerical structural analysis and design optimization of the diaphragm spring of a mechanical clutch, Applied Mechanics and Materials, 896, 151-162. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.896.151.
  • 16. Umesh, P. and Sahu P.K., 2020, Analysis and designing of diaphragm spring washers, International Research Journal of Engineering and Technology, 7(2):1842-1852.

Theoretical and Experimental Improvement of the Effect of the Diaphragm Springs Form Used in the Clutch System on the Fatigue Strength and Mechanical Characteristics

Yıl 2021, Cilt: 26 Sayı: 3, 1121 - 1138, 31.12.2021
https://doi.org/10.17482/uumfd.939663

Öz

Diaphragm spring which is a subcomponent of the clutch cover in dry clutch systems has an important role in performance and life parameters. The main aim of this study is to optimize the geometrical form of this diaphragm spring in terms of life parameter. Initially, the force-displacement relationship has been investigated using the experimental, theoretical and computational approaches. Then, tensile and fatigue tests have been performed for the 50CrV4 specimens used in diaphragm spring to characterize the mechanical properties. The characterized results have been used in the finite element method to perform simulation and optimization tasks. In order to reduce the stress values affecting the diaphragm spring and increase the fatigue life, 149 design points have been created with the design of experiment method. The optimum diaphragm spring design has been determined using the response surface method, and its ultimate design was verified by the specified goal optimization.

Kaynakça

  • 1. Alanbay, B. (2015). Aero-structural design and analysis of a joined-wing kit, M.Sc. Thesis, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, Ankara.
  • 2. ASTM E466-15 (2015). Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials, ASTM International, West Conshohocken.
  • 3. Atalan, AY. (2020) Developing optimization models for wind energy using design of experiment, Ph.D. Thesis, Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure And Applied Sciences, İstanbul.
  • 4. Doman, Y., Fujii, T., Okubo, K. and He, H. (2003) Influence of residual stress on the load–deflection curve of diaphragm springs for automobile clutches, JSAE Review, 24(2), 197-203. doi:10.1016/S0389-4304(02)00299-0
  • 5. Dönmez Debriyaj, 2011, Debr-i Alem Dergisi, 17, İzmir.
  • 6. Kabacaoğlu, S. (2021). Debriyaj sistemlerinde kullanilan diyafram yaylarda formun yorulma dayanimi ve mekanik karakteristiğe olan etkisinin teorik ve deneysel olarak iyileştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
  • 7. Karataş, A. (2019). Katlanmış çelik plağın Ansys programı ile geometrik bakımın lineer ve lineer olmayan optimizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • 8. Krishnasamy, K., Masse, F. and Simon, O. (2018) Fatigue analysis of diaphragm spring in double dry clutch including manufacturing process, Procedia Engineering, 213, 606–612. doi:10.1016/j.proeng.2018.02.056.
  • 9. Lopez-Tapia, AC. (2019) Optimization of the geometry of domestic gas burner injectors by using the design exploration process, M.Sc Thesis, University of Cantabria, Faculty of Science.
  • 10. Nam, W., Lee, C., Chai, Y.S. and Kwon, J. (2000) Finite element analysis and optimal design of automobile clutch diaphragm spring, Seoul 2000 FISITA World Automotive Congress, Korea.
  • 11. Ozansoy, O. (2015). Multi-objective optimization of dynamic behaviour of automotive clutch system and power transmission, Ph.D. Thesis, Istanbul Technical University, Graduate School of Science Engineering and Technology, İstanbul.
  • 12. Rupnar, A., Babar, A., Karale, A. and Gundawar S. (2016) Design and analysis of diaphragm spring of a single plate dry clutch, International Journal of Science Technology & Engineering, 2 (12): 26-30.
  • 13. Schnorr, C. (2003) Handbook for Disc Springs, Schnorr Corp., Michigan, USA.
  • 14. Simeonov S., Simonovski P., Avramovski N., Mirakovski, D., Milev, S. and Cekerovska, M., (2017), Finite element analysis of stress of vehicles friction clutch diaphragm, 14th International Congress Machines Technolоgies. Materials, Bulgaria, 358-362.
  • 15. Trotea, M., Constantinescu, A. and Simniceanu, L. (2020) Analytical calculation, numerical structural analysis and design optimization of the diaphragm spring of a mechanical clutch, Applied Mechanics and Materials, 896, 151-162. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.896.151.
  • 16. Umesh, P. and Sahu P.K., 2020, Analysis and designing of diaphragm spring washers, International Research Journal of Engineering and Technology, 7(2):1842-1852.
Toplam 16 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Makine Mühendisliği
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Samet Kabacaoğlu 0000-0001-9128-2741

Mahmut Pekedis 0000-0002-3350-0277

Hasan Yıldız 0000-0002-3432-2249

Yayımlanma Tarihi 31 Aralık 2021
Gönderilme Tarihi 20 Mayıs 2021
Kabul Tarihi 16 Kasım 2021
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 26 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Kabacaoğlu, S., Pekedis, M., & Yıldız, H. (2021). DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 26(3), 1121-1138. https://doi.org/10.17482/uumfd.939663
AMA Kabacaoğlu S, Pekedis M, Yıldız H. DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ. UUJFE. Aralık 2021;26(3):1121-1138. doi:10.17482/uumfd.939663
Chicago Kabacaoğlu, Samet, Mahmut Pekedis, ve Hasan Yıldız. “DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26, sy. 3 (Aralık 2021): 1121-38. https://doi.org/10.17482/uumfd.939663.
EndNote Kabacaoğlu S, Pekedis M, Yıldız H (01 Aralık 2021) DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26 3 1121–1138.
IEEE S. Kabacaoğlu, M. Pekedis, ve H. Yıldız, “DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ”, UUJFE, c. 26, sy. 3, ss. 1121–1138, 2021, doi: 10.17482/uumfd.939663.
ISNAD Kabacaoğlu, Samet vd. “DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26/3 (Aralık 2021), 1121-1138. https://doi.org/10.17482/uumfd.939663.
JAMA Kabacaoğlu S, Pekedis M, Yıldız H. DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ. UUJFE. 2021;26:1121–1138.
MLA Kabacaoğlu, Samet vd. “DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 26, sy. 3, 2021, ss. 1121-38, doi:10.17482/uumfd.939663.
Vancouver Kabacaoğlu S, Pekedis M, Yıldız H. DEBRİYAJ SİSTEMLERİNDE KULLANILAN DİYAFRAM YAYLARDA FORMUN YORULMA DAYANIMI VE MEKANİK KARAKTERİSTİĞE OLAN ETKİSİNİN TEORİK VE DENEYSEL OLARAK İYİLEŞTİRİLMESİ. UUJFE. 2021;26(3):1121-38.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr