MOTOR BEŞİĞİ MODAL ANALİZİ ve TEST VERİLERİ İLE KORELASYONU

Abstract

Günümüzde nüfus artışı, yerleşim alanları ve ulaşım ağlarının hızla genişlemesi, trafik yoğunluğu, çevre dostu davranışların benimsenmesi gibi etmenler toplu taşıma araçlarının kullanımlarını arttırmıştır. Artan talepler ile otomotiv firmaları gerek rekabeti arttırmak gerekse kullanıcı memnuniyetini sağlamak adına yeni teknolojileri devreye alarak üretimlerini gerçekleştirmektedir. Bu kapsamda, firmalarda Ar-Ge çalışmaları yapılırken yakıt tüketimi, gürültü- titreşim seviyeleri, arıza bakım onarım sürelerinin azaltılması, sürücü ve yolcu ergonomisi, kullanım kolaylığı, kalite gibi konular kritik öneme sahip hale gelmiştir. Bu ihtiyaçlar doğrultusunda, Bmc Otomotiv Sanayi ve Ticaret A.Ş. tarafından güç paketi olarak adlandırılan şanzıman, motor gibi parçaları içeren, bu parçaların arızası ya da bu parçaların montajlandığı yapıda arıza meydana gelmesi durumunda aracın onarım süresini kısaltacak, bekleme süresinde oluşacak kayıpları önleyecek mekanik bağlantılı bir yapı tasarlanmıştır. Bu yapı; motor, şanzıman ve diğer detay aksesuarları taşıyacak bir yapı olup “motor beşiği” olarak adlandırılmıştır. Bu çalışma, tasarlanan motor beşiğinin sonlu elemanlar yöntemi (NX yazılımı içerisinde NASTRAN çözücüsü) kullanılarak elde edilen modal analiz teorik sonuçları ile numune üzerinden çekiç test verilerini içeren deneysel modal analizlerin korelasyonunu incelemektedir. Bu çalışma sonucunda, teorik ve deneysel sonuçlar arasında %4 farklılık olduğu görülmüş, motor çalışma frekans aralığı ile motor beşiğinin doğal frekans aralığı çakışmadığı dolayısıyla motor beşiğinde rezonans durumu yaşanmayacağı anlaşılmaktadır.

Keywords

• BMC
• Motor Beşiği
• Sonlu Elemanlar Yöntemi
• Modal Analiz
• Deneysel Test

Modal Analysis of The Cradle and Correlation of Analysis Results with Experimental Data

Abstract

Factors such as population growth, urban expansion, increased traffic density, and the demand for eco-friendly solutions have boosted public vehicle use. Automotive companies respond by introducing new technologies to stay competitive and meet user needs. Key focus areas in R&D now include fuel efficiency, noise and vibration control, reduced maintenance time, enhanced driver-passenger ergonomics, and overall quality. Addressing these demands, BMC has developed an innovative "engine cradle" structure, which integrates components like the engine and transmission. This design aims to minimize repair time and reduce downtime due to failures. This study examines the correlation between theoretical modal analysis of the engine cradle, conducted using the finite element method (via the NASTRAN solver in NX software), and experimental modal analysis through hammer test data. Results show only a 4% discrepancy between theoretical and experimental findings. It was concluded that as long as the natural frequency range of the engine cradle and the engine's operating frequency range do not overlap, resonance is avoided, ensuring reliable performance.

Keywords

• BMC
• Cradle
• Finite Elements Method
• Modal Analysis
• Experimental Test

References

1. Baldan, E. (2018). Otomotiv fan kanadının dinamik karakteristiğinin deneysel ve teorik modal analiz metotları ile incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Gebze.
2. Budynas, R.G., Nisbett J.K. (2011). Shigley’s Mechanical Engineering Design, McGraw Hill, New York.
3. Chabrol T., Zonghetti R., Roulin F. (2005). Darbe direnci artırılmış motor beşiği ilgili beşik kabuğu ve motorlu taşıt. Türk Patent, No:2008 04991
4. Croccolo D., De Agostinis M., Vincenzi N. (2011). Structural analysis of an articulated urban Bus chassis via FEM: a methodology applied to a case study. Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering. 57(2011)11, 799-809.
5. http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=648af5b12a944dadaf96e488bd182fa1&ckck=1, Erişim Tarihi: 10.02.2019, Konu: malzeme mekanik özellikleri
6. Karagöz M. ve Tuncay B., (2020). An engine mount design and vibration analysis. International Journal of Automotive Science and Technology. 4(3), 164-170.
7. Kennedy, J. H. And Negstad, R. D. (1975). Chassis construction for a motor vehicle. U.S. Patent, No: 3,913,696
8. Korkmaz, B. Ş. (2023). Modal test ve sonlu elemanlar metodu ile bir biyelin titreşim analizi, Yüksek Lisans Tezi, A.K.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon.

9. Pinsonneault, J. P. and Castriota, J. (2024). Moduler motor vehiclep and assembly methods. U.S. Patent, No: 12,139,004
10. Strong, W. P. (1958), Engine mounting means for motor vehicles. U.S. Patent, No:2,852,085
11. https://www.uml.edu/docs/feb98_tcm18-189810.pdf (Erişim Tarihi: 27.09.2024), Konu: what is the modal analysis?
12. Yay, S. (2019), Toplu taşıma otobüsleri için motor beşiği tasarımı ve analizi, Yüksek Lisans Tezi, BUÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.