Parabolik Sıcaklık Dağılımına Maruz Bir Diskin Isıl Gerilme Analizi

Yıl 2019, Cilt: 2 Sayı: 2, 40 - 51, 06.12.2019

Hüseyin Fırat Kayıran , Ayşe Öndürücü

Öz

Bu çalışmada, diskin iç yüzeyinden dış yüzeyine kadar olan bölgede parabolik artan sıcaklık dağılımına maruz iki farklı disk için ısıl gerilme analizi yapılmıştır. Disk-I dökme demir, Disk-II seramik malzemeden oluşmaktadır. İki farklı disk için çözüm yapılmıştır. Elastisite modülünün sıcaklıkla değişmediği kabul edilerek diskin radyal yönünde meydana gelen ısıl gerilmeler hesaplanmıştır. Farklı sıcaklık değerleri için seçilmiş parabolik sıcaklık dağılımı uygulanmıştır. Yapılan bu çalışma sonucunda sıcaklığın parabolik olarak artmasıyla birlikte radyal ve teğetsel gerilme değerlerinde artışların olduğu gözlenmiştir. Radyal yer değiştirmelerin diskin en iç ve en dış kısmında daima sıfır olduğu, diskin iç kısmına yakın bölgelerinde en yüksek değerini aldığı gözlenmiştir. Diskler karşılaştırıldığında, seramik diskte meydana gelen gerilme değerlerinin, dökme demir diskte meydana gelen gerilme değerlerine göre daha fazla olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Disk, Isıl Gerilme, Parabolik sıcaklık dağılımı

Kaynakça

• Al Adhami, H. A. N., (2017). Kompozit köprülerin ısıl yükler altında davranışı. Gaziantep Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 369, Gaziantep.
• Anderson, A.E. (1992). ASM Handbook, Friction, Lubrication, and Wear Technology. ASM International, Materials Park, OH, 15, 569-577.
• Ashby, M. F. (2016). Materials Selection in Mechanical Design. Published by Elsevier Limited Company. Fifth Edition, 660.
• Bagnoli, F., Dolce, F., Bernabei, M. (2008). Thermal fatigue cracks of fire fighting vehicles grey iron brake discs. Engineering Failure Analysis, 16 -1, 152-163.
• Boniardi, F., D'Errico, C., Tagliabue, Gotti, G., Perricone G. (2006). Failure analysis of a motorcycle brake disk. Engineering Failure Analysis, 13-6, 933-945.
• Çallıoğlu, H., Ş., Karakaya (2008). Tabakalı bir diskin termal gerilme analizi. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 61-68.
• Fatahalla, N., Huseyin, O., Bahi, S., (1996). Metallurgical parametres, mechanical properties and machinabillity of ductile cast iron. Journal of Materials Science, 31, 5772-5772.
• Gülgeç, M. Türkbaş, S., (2002). Radyal sıcaklık dağılımı etkisinde iki ucu sabit bir silindirde ısıl gerilme analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 17-1, 1-9.
• Hee, K.W., Filip, P (2005). Performance of ceramic enhanced phenolix matrix brake lining materials for automotive brake linings, 259, 1088-1096.
• Kayıran, H.F., (2012). Bimateryal bir diskte ısıl gerilme analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 77, Isparta.
• Kim, D.J., Seok, C.S. (2008). Thermal stress analyisis for a disk brake of railway vehicles with consideration of the pressure distribution on a frictional surface. Materials Science and Engineering, 483-1, 456-459.
• Mutlu, İ., Öner, C., (2002). Cam elyaf takviyeli disk fren balatalarının özelliklerinin incelenmesi. Teknoloji Dergisi, Sayı 3-4, 89-96.
• Saiz, C.B., Ingrassia, T., Nigrelli, V., Ricotta, V. (2015). Thermal stress analysis of different full and ventilated disc brakes. Fracture and Structural Integrity, 9-34, 608-621.
• Shanmugam, N. E. Wang, C.M. (2007). Analyisis and design of plated structures. Woodhead publishing in material, Elsevier, 2, 508.
• Şen, F., Akyüz, B.H., (2013). Sıcaklık etkisindeki metal matrisli kompozit dönen diskteki ısıl gerilmelerin analizi. Dicle Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, 4-1, 51-60.
• Timeshenko, S., Goodier, J.N., (1970). Theory of elasticity. Mc Graw-Hill Company, New York, 291-297.
• Yavuz, İ., Erdoğan, M. Erçetin A., (2014). Otomobillerde kullanılan fren diski hasar analizi. Afyon Kocatepe Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 1-4.
• Yetvtushenko, A., Kuciej, M., (2010). Temperature and thermal stresses in a pad/disc during braking. Thermal Engineering, 30(4), 354-359.
• Yıldırım, A., (2017). Fonksiyonel olarak derecelendirilmiş malzemeden yapılmış dairesel kanatçıklarda termal gerilme analizi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 87, Osmaniye