Research Article

Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat için Tasarımı ve Analizi

Volume: 4 Number: 3 December 30, 2023
EN TR

Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat için Tasarımı ve Analizi

Abstract

Otomotiv, havacılık ve raylı sistemlerde şüphesiz en önemli parçalarından biri fren diskleridir. İlk olarak 1950’li yıllarda kullanılmaya başlanılan diskli fren sistemleri günümüz teknolojisine gelene kadar birçok gelişme gösterse de hala geliştirilmesi devam eden sistemlerdir. Sürtünmeli fren sistemlerinde ısı açığa çıkar. Bu sıcaklık belli bir düzeyin üzerine çıktığında sürtünme elemanı olan balataların özellikleri sebebi ile sürtünme katsayıları azalır. Uzun frenleme (ağır tonajlı araçlarda yokuş aşağı ya da spor araçlarında zorlu parkurlarda) taşıtın durma mesafesini arttırmakta, fren ve teker grubu ekipmanlarının kullanım ömürlerinin azalmasına sebep olmaktadır. Bu sebepten hem sürüş emniyeti hem de taşıt güvenliği açısından fren soğutma yapısı önem arz etmektedir. Bu çalışmada, bir spor arabada kullanılmak üzere geleneksel imalat metotlarına göre tasarlanmış örnek bir fren diskinin soğutma performansının arttırılması ve ağırlık olarak hafifletilmesi için kafes yapı modelleme yaklaşımı uygulanmıştır. Tüm tasarım yaklaşımları, eklemeli imalat teknolojilerinin sunduğu yenilikçi imkân ve kabiliyetler göz önünde bulundurularak ele alınmıştır. İterasyonlar sonucu elde edilen model eklemeli imalat metotlarından seçici lazer ergitme yöntemi ile imal edilecek şekilde ele alındığında kütlece %20 daha hafif, Von-mises gerilmeleri bakımından da %35 daha düşük gerilmeye sahip bir model ortaya çıkmıştır. Ele alınan standart ve kafes yapıda disklere eşit ısı yüklemesinde standart disk yüzeyinde 440 ℃ sıcaklık bulunurken yapılan optimum tasarımda 213 ℃ sıcaklık belirlenmiştir.

Keywords

Supporting Institution

Bu çalışma, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İmalat Mühendisliği 2023 yılı 'KAFES YAPIDA ETKİN SOĞUTMALI FREN DİSKİNİN EKLEMELİ İMALAT İÇİN TASARIMI, ANALİZİ VE ÜRETİMİ' adlı tez çalışması kapsamında gerçekleştirilmiştir.

References

  1. 1. J.Y. Wong, Theory of ground vehicles, John Wiley & Sons, New Jersey, 2008.
  2. 2. Y. Li, D.S. Crombez, Automotive braking system, Sunderland: World Journal of Modelling and Simulation, 31-32. 2015.
  3. 3. G.W. Smolen, G. Martino, Lightweight brake rotor with a thin, heat resistant ceramic coating, Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, 65-67, 1993.
  4. 4. A.A. Adebisi, M.A. Maleque, M.M. Rahman, Metal matrix composite brake rotor: historical development and product life cycle analysis, International Journal of Automotive and Mechanical Engineering, 4: 471–480, 2011.
  5. 5. T. Valvano, K. Lee, An analytical method to predict thermal distortion of a brake rotor, New York: SAE Technical, 566-571, 2000.
  6. 6. F. Bagnoli, F. Dolce, M. Bernabei, Thermal fatigue cracks of fire fighting vehicles gray iron brake discs, Engineering Failure Analysis, 16(1): 152-163, 2009.
  7. 7. T. Wohler, Additive manufacturing and 3D printing-state of the industry annual worldwide progress report, Wohler’s Associates, Fort Collins, 27-28, 2013.
  8. 8. A. Belhocine, M. Bouchetara, Thermomechanical behaviour of dry contacts in disc brake rotor with a grey cast iron composition, Transactions of the Indian Institute of Metals, 65: 231–238, 2012.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Optimization Techniques in Mechanical Engineering

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

December 30, 2023

Publication Date

December 30, 2023

Submission Date

October 17, 2023

Acceptance Date

December 19, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 4 Number: 3

APA
Bayar, A., Aytar, Ü., & Duran, A. (2023). Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat için Tasarımı ve Analizi. Manufacturing Technologies and Applications, 4(3), 120-128. https://doi.org/10.52795/mateca.1376655
AMA
1.Bayar A, Aytar Ü, Duran A. Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat için Tasarımı ve Analizi. MATECA. 2023;4(3):120-128. doi:10.52795/mateca.1376655
Chicago
Bayar, Abdülcelil, Ümit Aytar, and Abdullah Duran. 2023. “Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat Için Tasarımı Ve Analizi”. Manufacturing Technologies and Applications 4 (3): 120-28. https://doi.org/10.52795/mateca.1376655.
EndNote
Bayar A, Aytar Ü, Duran A (December 1, 2023) Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat için Tasarımı ve Analizi. Manufacturing Technologies and Applications 4 3 120–128.
IEEE
[1]A. Bayar, Ü. Aytar, and A. Duran, “Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat için Tasarımı ve Analizi”, MATECA, vol. 4, no. 3, pp. 120–128, Dec. 2023, doi: 10.52795/mateca.1376655.
ISNAD
Bayar, Abdülcelil - Aytar, Ümit - Duran, Abdullah. “Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat Için Tasarımı Ve Analizi”. Manufacturing Technologies and Applications 4/3 (December 1, 2023): 120-128. https://doi.org/10.52795/mateca.1376655.
JAMA
1.Bayar A, Aytar Ü, Duran A. Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat için Tasarımı ve Analizi. MATECA. 2023;4:120–128.
MLA
Bayar, Abdülcelil, et al. “Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat Için Tasarımı Ve Analizi”. Manufacturing Technologies and Applications, vol. 4, no. 3, Dec. 2023, pp. 120-8, doi:10.52795/mateca.1376655.
Vancouver
1.Abdülcelil Bayar, Ümit Aytar, Abdullah Duran. Kafes Yapıda Etkin Soğutmalı Fren Diskinin Eklemeli İmalat için Tasarımı ve Analizi. MATECA. 2023 Dec. 1;4(3):120-8. doi:10.52795/mateca.1376655