Electric Vehicle Chassis Material Selection Via Using Multi-Criteria Decision-Making Methods

Abstract

Şasi, otomobilin çeşitli sistemlerini bünyesinde bulunduran temel yapı olup üzerine takılı olan motor, şanzıman, fren sistemi, gövde, süspansiyon gibi tüm parçaları desteklemektedir. Şasinin güvenli, ucuz maliyetli ve üzerinde bulunan cıvata gibi hareketli bağlantıların uygulanabilmesi için uygun yapıda ve kaynaklı birleştirmeler için uygun kimyasal kompozisyona sahip olması gerekmektedir. Bunun yanı sıra kolay üretilebilir olması da önemlidir. Bu çalışmada 3 tekerlekli L2E sınıfı bir elektrikli aracın şasi tasarımının gerçekleştirilmesine yönelik şasi malzemesi seçimi üzerinde çalışılmıştır. St52, Ck45 ve C4140 çelikleri için güvenlik, maliyet, kaynak edilebilirlik ve işlenebilirlik faktörleri, İdeal Çözüme Benzerlik ile Sipariş Tercihi Tekniği (TOPSIS) ve Daha Fazla Kriter Optimizasyonu Uzlaşma Çözümleri (VİKOR), çok kriterli karar verme yöntemleri (ÇKKV) kullanılarak karşılaştırmalı analizi yapılmıştır. Analizler sonucunda şasiyi oluşturan yatay elemanlar, dikey elemanlar ve federlerin, belirtilen faktörler ve malzemelerden hangisi ile en uygun kullanım sağlayacağı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, yatay profillerin C4140 çeliği ve diğer elemanların St52 çeliğinden yapılması her iki yöntem için en ideal seçenek olduğu ortaya konulmuştur. İkinci ideal optimizasyon seçeneği ise yatay profiller ve federler C4140 çeliğinden yapılırken dikey profillerin St52 çeliği olarak tercih edilmesidir

Keywords

• Elektrikli araç
• Şasi tasarımı
• Malzeme seçimi
• Çok Kriterli Karar Verme
• TOPSİS
• VİKOR
• Elektrikli araç, Şasi tasarımı, Malzeme seçimi, Çok Kriterli Karar Verme, TOPSİS, VİKOR

Selection of Electric Vehicle Chassis Material Using Multi-Criteria DecisionMaking Techniques

Abstract

The chassis is the basic structure that contains various systems of the car and supports all parts such as the engine, transmission, brake system, body, suspension installed on it. The chassis must be safe, inexpensive and have a suitable structure and suitable chemical composition for welded joints in order to apply movable connections such as bolts on it. In addition, it is important that it is easy to produce. In this study, the selection of chassis material for the chassis design of a 3-wheel L2E class electric vehicle was studied. St52, Ck45, and C4140 steel for safety, cost, weldability and machinability factors, the technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) and more Optimization Criterion Compromise Solution (VIKOR), multi-criteria decision making methods (CKKV) using a comparative analysis has been made. As a result of the analysis, it has been determined that the horizontal elements, vertical elements and ribs that make up the chassis will provide the most appropriate use with the specified factors and materials. As a result, producing horizontal profiles of C4140 steel and other profiles of St52 Steel was has been seen the most ideal option for both methods. The Second ideal optimization option is that horizontal profiles and federations are made of C4140 steel, and vertical profiles are preferred as St52 steel.

Keywords

• Electric vehicle
• Chassis design
• Material selection
• Multi-Criteria Decision Making
• TOPSIS
• VIKOR

References

1. [1] Yurdakul M. ve İç YT. (2008). Çok Kriterli Karar Verme Yöntemlerini Kullanan Makine-Ekipman Seçim Çalışmalarında Bulanıklığın Sonuçlara Etkisinin İncelenmesi. İşletme Fakültesi Dergisi 9 (1): 125-140.
2. [2] Kumar R., Chodha V., Dubey R. vb. (2021). Selection of industrial arc welding robot with TOPSIS and Entropy MCDM techniques. Materialstoday: proceedings, Online Basım.
3. [3] Yazdani M. ve Payam AF. (2015). A comparative study on material selection of microelectromechanical systems electrostatic actuators using Ashby, VIKOR and TOPSIS. Mater. Des. 65, 328–334.
4. [4] Şubaşı RM. (2019). Pres Kalıpları İmalatında Malzeme Seçimi İçin Bir Karar Destek Sistem Tasarımı ve Uygulaması. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi.
5. [5] Gök M. ve Yiğit AM. (2017). TOPSIS ve GİA Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleri ile Lastik Seçimi. Ordu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi 7(3): 423-431.
6. [6] Khorshidi R. ve Hassani A. (2013). Comparative analysis between TOPSIS and PSI methods of materials selection to achieve a desirable combination of strength and workability in Al/SiC composite. Materials and Design 52: 999–1010.
7. [7] Chauhan A. ve Vaish R. (2013). Hard coating material selection using multi-criteria decision making. Materials and Design 44:240-245.
8. [8] Shidpour H., Shahrokhi M. ve Bernard A. (2013). A multi-objective programming approach, integrated into the TOPSIS method. Computers & Industrial Engineering 64: 875–885.

9. [9] Wang G. ve Duan Y. (2018). TOPSIS approach for multi-attribute decision making problems based on n-intuitionistic polygonal fuzzy sets descriptionComputers & Industrial Engineering 124: 573–581.
10. [10] Rafieyan E., Khorsand R. ve Ramezanpour M. (2020). An adaptive scheduling approach based on integrated best-worst and VIKOR for cloud computing. Computers & Industrial Engineering 140. 106272.
11. [11] Özcan A. ve Ömürbek N. (2020). Bir Demir Çelik İşletmesinin Performansının Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleri ile Değerlendirilmesi, IBAD Sosyal Bilimler Dergisi Sayı 8:77-98.
12. [12] Yiğit ME. ve Akpınar ME. (2021). Rüzgar Türbin Kulesi Alternatiflerinin Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleri İle Değerlendirilmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 23:386-393.
13. [13] Kul Y., Şeke A. ve Yurdakul M. (2014). Bulanık Çok Kriterli Karar Verme Yöntemlerinin Alışılmamış İmalat Yöntemlerinin Seçiminde Kullanılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 29 (3): 589-603.
14. [14] Karaatlı M., Ömürbek N. ve Köse G. (2014). Analitik Hiyerarşi Süreci Temelli TOPSIS ve VIKOR Yöntemleri ile Futbolcu Performanslarının Değerlendirilmesi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi 29 (1): 25-61.
15. [15] Uçakcıoğlu B. ve Eren T. (2017). Analitik Hiyerarşi Prosesi ve VIKOR Yöntemleri ile Hava Savunma Sanayisinde Yatırım Projesi Seçimi, Harran Mühendislik Dergisi 2 (2): 35-53.
16. [16] Tran QP., Nguyen VN. ve Huang SC. (2020). Drilling Process on CFRP: Multi-Criteria Decision-Making with Entropy Weight Using Grey-TOPSIS Method. Applied Sciences 10, 7207.
17. [17] Wang Y. Zhang Y. Yang W. ve Ji Hu. (2015). Selection of Low-Temperature Phase-Change Materials for Thermal Energy Storage Based on the VIKOR Method. Energy Technology 3:84-89.
18. [18] Ceyhan MB. (2020). L7 Tipi Elektrikli Bir Aracın Yüksek Şasili Olarak Tasarım, Alternatif Malzeme ve Birleştirme Teknikleri ile Prototip Üretimi, Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Otomotiv Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi.
19. [19] Görener A. (2013). Tedarik Zinciri Stratejisi Seçimi: Bulanık VIKOR Yöntemiyle İmalat Sektöründe Bir Uygulama, Uluslararası Alanya İşletme Fakültesi Dergisi 5(3):47-62.
20. [20] Anık S. Kaynak Tekniği El Kitabı Yöntemler ve Donanımlar. GEV Gedik Eğitim Vakfı Kaynak Teknolojisi Eğitim Araştırma ve Muayene Enstitüsü.
21. [21] Net; https://atgdemircelik.com/alasim-elementlerinin-celige-etkisi-s21.html
22. [22] Alvalı GT. (2019). Raylı Sistem Araç Teknolojisine Mühendislik ve Ekonomi Yaklaşımlarının Uygulanması: Yük Vagonu Bojisi Örneği. Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi.
23. [23] Çetin MH. ve Alvalı GT. (2020). Yük Vagonu Bojisi Tasarımında Çok Kriterli Karar Verme Teknikleri ile Malzeme Seçimi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 8(1): 91-104.
24. [24] Vahdani B., Mousavi SM., Tavakkoli-Moghaddam R. ve Hashemi H. (2013). A New Design Of The Elimination And Choice Translating Reality Method For Multi-Criteria Group Decision-Making in An Intuitionistic Fuzzy Environment. Applied Mathematical Modelling 37:1781–1799.