Application of Taguchi Method for Optimization of Design Parameters in Enhancement The Robust of “C” Type Snap-fits

Year 2022, , 1385 - 1395, 01.10.2022

Fulya Erdemir , M. Tolga Özkan

https://doi.org/10.2339/politeknik.1076061

Cited By: 3

Abstract

Using statistical approaches, industrial product designs can be optimized quickly and reliably. The Taguchi method is a statistical approach that helps us to optimize the process parameters and help us to save time in terms of labor and cost. In this study, the optimization of the design parameters by using the Taguchi method for the design of the C-type snap-fit connection, which is one of the flexing fasteners used in many areas of the industry, was investigated. The design and analysis of the study was carried out by using ANSYS software. The design parameters were optimized and the effective parameters were determined. ANOVA analysis was performed to determine the effective parameters. In addition, full factorial analysis was performed to verify the method used. For example, the optimum normal stress value obtained with the Taguchi array was obtained for the combination of H1=0.4;R1=3;α1=40;α2=89;y=6 and material is PLA. When we examine the table in Figure 4, we can see that the result of 328740.27 among 729 test results and the result of the parameters in the Taguchi set match.  

Keywords

C-Type Snap Fits, Finite Element Analysis (FEA), Design Of Experiment (DOE), Taguchi Metod, ANOVA

“C” Tipi Geçmeli Bağlantıların Sağlamlığının Geliştirilmesinde Taguchi Yöntemi ile Tasarım Parametrelerinin Optimizasyonu

Abstract

İstatistiksel yaklaşımlar kullanılarak endüstriyel ürün tasarımları hızlı ve güvenilir bir şekilde optimize edilebilir. Taguchi yöntemi, süreç parametrelerini optimize etmemize ve işçilik ve maliyet açısından zamandan tasarruf etmemize yardımcı olan istatistiksel bir yaklaşımdır. Bu çalışmada, endüstrinin birçok alanında kullanılan esnek bağlantı elemanlarından biri olan C tipi geçmeli bağlantı tasarımı için Taguchi yöntemi kullanılarak tasarım parametrelerinin optimizasyonu araştırılmıştır. Çalışmanın tasarımı ve analizi ANSYS yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Yapılan çaışma ile tasarım parametreleri optimize edilmiş ve etkin parametreler belirlenmiştir. Etkili parametreleri belirlemek için ANOVA analizi yapılmıştır. Ayrıca, kullanılan yöntemi doğrulamak için tam faktöriyel analizi yapılmıştır. Örneğin, Taguchi dizisi ile elde edilen optimum normal gerilme değeri H1=0.4;R1=3;α1=40;α2=89;y=6 ve malzeme PLA'nın kombinasyonu için elde edilmiştir. Şekil 4'teki tabloyu incelediğimizde 729 test sonucu arasından 328740.27 sonucu ile Taguchi setindeki parametrelerin sonucunun eşleştiğini görebiliriz.

Keywords

Sonlu Elemanlar Analizi (FEA), Deney Tasarımı (DOE), Taguchi Metod, ANOVA, C-Tipi geçmeli Bağlantı

References

• [1] B. Naik, A. C. Reddy, Optimization of tensile strength in TIG welding using the Taguchi method and analysis of variance (ANOVA), Thermal Science and Engineering Progress. 8 (2018) 327–339.
• [2] D. Y. Park, D.S. Shin, H. Chob, S. J. Park, Effects of material and processing conditions on powder-binder separation using the Taguchi method, Powder Technology. 321 (2017) 369–379.
• [3] C.L. Lu, P.R. Ni, M.K. Yeh, Stress analysis of CMOS-MEMS microphone under shock loading by Taguchi method, Microelectronics Reliability. 88–90 (2018) 824–828.
• [4] Ji. Long, W. Huang, Ji. Xiang, Q. Guan, Z. Mab, Parameter optimization of laser welding of steel to Al with pre-placed metal powders using the Taguchi-response surface method, Optics and Laser Technology. 108 (2018) 97–106.
• [5] E. Teimortashlu, M. Dehestani, M. Jalal, Application of Taguchi method for compressive strength optimization of tertiary blended self-compacting mortar, Construction and Building Materials. 190 (2018) 1182–1191.
• [6] Bing-Sheng Yu and Yi-Yu, Improvement in phase purity and yield of hydrothermally synthesized smectite using Taguchi method, Applied Clay Science. 161 (2018) 103–109.
• [7] P. Adewale, L. N. Vithanage, L. Christopher, Optimization of enzyme-catalyzed biodiesel production from crude tall oil using Taguchi method, Energy Conversion and Management. 154 (2017) 81–91.
• [8] D. B. Niranjan, G.S.Shivashankar, K. V. Sreenivas Rao, R. Praveen, Optimization of Cutting Process Parameters on AL6061 Using ANOVA and TAGUCHI Method, Materials Today: Proceedings 4 (2017) 10845–10849.
• [9] S. K. Kharea, S. Agarwal, S. Srivastava, Analysis of Surface Roughness during Turning Operation by Taguchi Method, Materials Today: Proceedings. 5 (2018) 28089–28097.
• [10] İsmail, ATA., & Adem, ACIR Hava Akışkanlı Güneş Kollektöründe Isı Transferi İyileştirmesine Etki Eden Parametrelerin Taguchi Metodu ile Optimizasyonu. Politeknik Dergisi. (2020).
• [11] N. P. Kima, D. Chob, M. Zielewskia, Optimization of 3D printing parameters of Screw Type Extrusion (STE) for ceramics using the Taguchi method, Ceramics International 45 (2019) 2351–2360.
• [12] Günay, M. , Gündüz, S. , Yılmaz, H. , Yaşar, N. & Kaçar, R. PLA Esaslı Numunelerde Çekme Dayanımı İçin 3D Baskı İşlem Parametrelerinin Optimizasyonu, Politeknik Dergisi. (2020) 23 (1) , 73-79 .
• [13] R. Chauhan, T. Singh, N. Kumar, A. Patnaik, N.S. Thakur, Experimental investigation and optimization of impinging jet solar thermal collector by Taguchi method, Applied Thermal Engineering. 116 (2017) 100–109.
• [14] C. Mitra, M. Jawarkar, T. Soni, G. R. Kiranchand, Implementation of Taguchi Method for Robust Suspension Design, Procedia Engineering. 144 ( 2016 ) 77 – 84.
• [15] T. Sangkharata, S. Dechjarerna, Spinning Process Design Using Finite Element Analysis and Taguchi Method, Procedia Engineering. 207 (2017) 1713–1718.
• [16] R. Goutham, T.R.Veena, Babagowda, K.R. Srinivasa Prasad, Study on mechanical properties of recycled Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) blended with virgin Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) using Taguchi method, Materials Today: Proceedings. 5 (2018) 24836–24845.
• [17] E. R. Fitzharrisa, I.Watta, D. W. Rosenb, M. L. Shofnera, Interlayer bonding improvement of material extrusion parts with polyphenylene sulfide using the Taguchi method, Additive Manufacturing. 24 (2018) 287–297.
• [18] İç, Y. T. , Duran, H. , Keçeci, B. , İlik, E. & Bilgiç, B. Çok Yanıtlı Taguchi Eniyilemesine Yönelik Bir Bilgisayar Uygulamasının Geliştirilmesi, Politeknik Dergisi. (2016). 19 (3) , 311-323 .
• [19] Erdemir F. (2019). Esneyerek kilitlenen bağlantı elemanlarının tasarımı ve yapay sinir ağları (YSA) ile modellenmesi. Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara.