Kardan Mili Çatallı Flanş Parçasının Topoloji Optimizasyon Yöntemiyle Hafifletilmesi

Abstract

Kardan mili ya da diğer adıyla kardan şaftı, motor tarafından üretilen torku sabit veya değişken açısal pozisyonlarda diferansiyele iletme görevini üstlenir. Kısaca, kardan mili taşıtı harekete geçirmek adına motorda üretilen torku, vites veya transfer kutusu gibi diğer aktarma organlarından alarak diferansiyele iletmek için kullanılan bir güç aktarma organıdır. Kardan milinin açısal hareketi mafsal grubu tarafından sağlanmaktadır. Mafsal grubunun bir alt bileşeni olan çatallı flanş bu esnada gerilmelere maruz kalmaktadır. Bu çalışmada halihazırda üretimi gerçekleştirilen mevcut çatallı flanş için; bilgisayar destekli tasarım (CAD) programlarından CATIA V5 ortamında yeniden tasarım çalışması gerçekleştirilmiş, yoğunluk metodu kullanılarak Altair Inspire mühendislik yazılımı ile topoloji optimizasyonu uygulanmıştır. Topoloji optimizasyonu sonrasında, programın işaret ettiği alanlardan ve ek olarak bilgi birikimine dayalı birkaç alandan malzeme çıkarılmıştır. Böylece, son seviye optimize edilmiş çatallı flanş ortaya koyulmuştur. Optimizasyon sonucunda, mevcut çatallı flanşa kıyasla optimize edilmiş yeni çatallı flanşın ağırlığı %19 azaltılmıştır. Ortaya koyulan optimize edilmiş çatallı flanş, sonlu elemanlar analizi (FEA) yazılımlarından biri olan Altair HyperWorks kullanılarak lineer statik analiz ile sanal olarak test edilmiştir. Sonrasında üretilen komple kardan mili prototipleri ürün/proses doğrulama testlerine tabi tutulmuştur. Ürün/proses doğrulama testleri sırasında çatallı flanş üzerinde gerinim ölçer yardımıyla gerinim verileri toplanmıştır. Elde edilen veriler ilgili asal gerilim dönüşüm formüllerinden faydalanılarak gerilim değerlerine çevrilmiş ve lineer statik analiz sonucunda elde edilen gerilim değerleri ile ölçülen gerilim değerleri karşılaştırılmıştır.