Research Article

FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ

Volume: 9 Number: 1 March 2, 2021
TR EN

FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ

Abstract

Bu çalışmada bir otomobil disk fren mekanizması için üç boyutlu termoelastik gerilme analizi yapılmıştır. Disk/balata çifti için silindirik koordinatlarda ısı iletim denklemi türetilmiştir. Isı iletim denklemini balata ve disk için çözebilmek için sınır ve ilk şartlar belirlenmiştir. Balata ve disk arasındaki sürtünme katsayısı sıcaklığa ve zamana bağlıdır. Sıcaklığa ve zamana bağlı sürtünme katsayısını dikkate almak için termal analizde iteratif bir yöntem geliştirilmiştir. Hareket denklemi türetilmiş, sabit hızda giden aracın frenleme anından itibaren doğrusal olmayan şekilde yavaşlayarak durma anına ulaştığı görülmüştür. Sıcaklığın artması sürtünme katsayısında azalmaya ve durma zamanında artışa sebep olmuştur. Balata ve disk arasında sürtünme nedeniyle oluşan toplam ısı akısı hesaplanmıştır. Isı akısı balata ve disk yüzeylerine ısı paylaşım oranı düşünülerek uygulanmıştır. Silindirik koordinatlarda termoelastik gerilme-gerinim bağıntıları türetilmiştir. Bu bağıntıların denge denklemi içerisine konulması ile birlikte Navier denklemleri elde edilmiştir. Isı iletim ve Navier denklemlerinin hesaplamalı olarak çözülebilmesi için sonlu elemanlar metodu kullanılmıştır. Disk/balata çifti için sıcaklık dağılımları ve eşdeğer von-Mises gerilmeleri hesaplanmıştır. Frenleme basıncının ve balata fiziksel özelliklerinin disk/balata fren mekanizmasında oluşan sıcaklık ve eşdeğer gerilme değerlerine olan etkileri incelenmiştir. Sonuçlar balata malzemesi özelliklerinin disk/balata çifti için sıcaklık ve gerilmeleri dikkate değer ölçüde etkilediğini göstermiştir. Isı iletim katsayısı, yoğunluğu ve ısı kapasitesi yüksek olan bir balta malzemesi kullanımı disk üzerindeki gerilmeleri azaltarak aşınma ve kırılma gibi durumların önlenmesinde önemli rol oynayabilir.

Keywords

References

  1. Adamowicz, A., Grzes, P., 2011, “Analysis of disc brake temperature distribution during single braking under non-axisymmetric load”, Applied Thermal Engineering, 31, 1003-1012.
  2. Akhtar, M.M.J., Abdullah, O.I., Schlattmann, J., 2013, “Transient Thermoelastic analysis of dry clutch system”, Machine Design, 5(4), 141-150.
  3. ANSYS Inc., 2016, “ANSYS Basic Analysis Procedure Guide, Release 17.1”, Canonsburg, PA, USA.
  4. Belhocine, A., 2017, “FE prediction of thermal performance and stresses in an automotive disc brake system”, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 89, 3563-3578.
  5. Belhocine, A., Abu Bakar, A., Bouchetara, M., 2014, “Structural and contact analysis of disc brake assembly during single stop braking event”, American Journal of Mechanics and Applications, 2(3), 21-28.
  6. Belhocine, A., Abu Bakar, A., Bouchetara, M., 2016, “Thermal and structural analysis of disc brake assembly during single stop braking event”, Australian Journal of Mechanical Engineering, 14(1), 26-38.
  7. Belhocine, A., Bouchetara, M., 2012a, “Thermal analysis of a solid brake disc”, Applied Thermal Engineering, 32, 59-67.
  8. Belhocine, A., Bouchetara, M., 2012b, “Thermomechanical modelling of dry contacts in automotive disc brake”, International Journal of Thermal Sciences, 60, 161-170.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Publication Date

March 2, 2021

Submission Date

April 18, 2020

Acceptance Date

October 9, 2020

Published in Issue

Year 2021 Volume: 9 Number: 1

APA
Balci, M. N. (2021). FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ. Konya Journal of Engineering Sciences, 9(1), 62-84. https://doi.org/10.36306/konjes.722834
AMA
1.Balci MN. FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ. KONJES. 2021;9(1):62-84. doi:10.36306/konjes.722834
Chicago
Balci, Mehmet Nurullah. 2021. “FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ”. Konya Journal of Engineering Sciences 9 (1): 62-84. https://doi.org/10.36306/konjes.722834.
EndNote
Balci MN (March 1, 2021) FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ. Konya Journal of Engineering Sciences 9 1 62–84.
IEEE
[1]M. N. Balci, “FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ”, KONJES, vol. 9, no. 1, pp. 62–84, Mar. 2021, doi: 10.36306/konjes.722834.
ISNAD
Balci, Mehmet Nurullah. “FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ”. Konya Journal of Engineering Sciences 9/1 (March 1, 2021): 62-84. https://doi.org/10.36306/konjes.722834.
JAMA
1.Balci MN. FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ. KONJES. 2021;9:62–84.
MLA
Balci, Mehmet Nurullah. “FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ”. Konya Journal of Engineering Sciences, vol. 9, no. 1, Mar. 2021, pp. 62-84, doi:10.36306/konjes.722834.
Vancouver
1.Mehmet Nurullah Balci. FREN DİSK-BALATA MEKANİZMASININ ÜÇ BOYUTLU GERİLME ANALİZİ. KONJES. 2021 Mar. 1;9(1):62-84. doi:10.36306/konjes.722834

Cited By