Mechanical Assessment of an Automobile Bracket

Year 2023, Volume: 28 Issue: 2, 493 - 506, 31.08.2023

Efe Savran , Sinan Vargelci , Lino Catenaro , Fatih Karpat

https://doi.org/10.17482/uumfd.1299676

Cited By: 1

Abstract

In this study, the mechanical evaluation of the front bumper middle bracket of the automobile was carried out by using the numerical method. The finite element method was used in the numerical analysis studies. In the mechanical evaluation process, the deformation response to be given against the loading conditions determined by static structural analysis was obtained. With the design improvement study, steps were taken to reduce the deformation response of the part under loading conditions. Six different materials, which were considered in the material evaluation stage, were included in the numerical analysis under the same boundary conditions and deformation evaluation was made. In the modal analysis study, taking into account the boundary conditions of the part, frequency and deformation values for the first 20 modes were obtained and resonance evaluation was made for the part. In the fatigue analysis stage, the number of resistance to the determined forces of the part, for which the reference material was defined, was calculated. In quality function deployment, the determination of the quality enhancing parameters between the user and the engineering parties for the bracket part and which ones are the most effective were revealed. In the results of the study, a bracket model whose mechanical evaluation has been completed, and the results obtained have the quality to guide automobile part designs.

Keywords

Bracket, Mechanical assessment, Static analysis, Modal analysis, Fatigue analysis, Quality function deployment

BİR OTOMOBİL BRAKET TASARIMININ ANALİZİ ve DEĞERLENDİRMESİ

Abstract

Bu çalışma kapsamında otomobil ön tampon orta braketinin nümerik yöntemden yararlanılarak mekanik değerlendirmesi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen nümerik analiz çalışmalarında sonlu elemanlar metodundan yararlanılmış olup bu metot için ANSYS Workbench 18.1 programı kullanılmıştır. Mekanik değerlendirme sürecinde statik yapısal analiz ile tespit edilmiş yükleme koşulları karşısında verilecek deformasyon cevabı elde edilmiştir. Tasarımsal iyileştirme çalışması ile parçanın yükleme koşulları altında verdiği deformasyon cevabını azaltıcı yönde adımlar atılmıştır. Malzeme değerlendirme aşamasında ele alınan 6 farklı malzeme aynı sınır şartları altında nümerik analize dahil edilip deformasyon değerlendirmesi yapılmıştır. Modal analiz çalışmasında parçanın sınır şartları dikkate alınarak ilk 20 mod için frekans ve deformasyon değerleri elde edilip parça için rezonans değerlendirmesi yapılmıştır. Yorulma analizi aşamasında referans malzeme tanımlaması yapılmış parçanın tespit edilmiş kuvvetlere dayanım sayısı çıkarılmıştır. Kalite fonksiyon yayılımında ise braket parçası için kullanıcı ile mühendislik tarafları arasında kalite yükseltici parametrelerin belirlenmesi ve bunlar arasında hangilerinin en etkili olduğu ortaya çıkarılmıştır. Çalışma sonuçlarında mekanik yönden değerlendirmesi tamamlanmış braket modeli elde edilmiş olup elde edilen sonuçlar otomobil parça tasarımlarına yön gösterebilecek nitelik taşımaktadır.

Keywords

Braket, Mekanik değerlendirme, Statik analiz, Modal analiz, Yorulma analizi, Kalite fonksiyon yayılımı

References

• 1. Annanto, G.P., Rifky, I., Ismoyo H., Mochammad A., Kharisma A.P. ve Kirana A.P. (2019) Numerical Analysis of Stress and Displacement on the Index Finger of the Prosthetic Hand Due to Hook Position, AIP Conference Proceedings, Indonesia, 2114(September). doi: 10.1063/1.5112461.
• 2. Chen, D.C., Bo Y.L. ve Fu Y.G. (2017) Simulation Analysis of Turbine Blade in 3D Printing Aquarium, MATEC Web of Conferences, Taiwan, 4–8. doi: 10.1051/matecconf/201712300008.
• 3. Dhande, K.K., Jamadar, N.I. ve Ghatge, S. (2014) Conceptual Design and Analysis of Brake Pedal Profile, International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 03(11), 17432–17441. doi: 10.15680/ijirset.2014.0311048.
• 4. Ekmekçi, S. (2019) 1.5L Dizel Motorlar İçin Motor Bağlantı ve Askı Braketi Tasarımı ve Analizi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
• 5. Elhüseyni, F. (2006) Ağır Ticari Araç Arka Süspansiyon Braketi Dizaynı ve Analizi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya.
• 6. Khalajmasoumi, M., Koloor, S.S.R., Arefnia, A., Ibrahim, I.S. ve Mohd Yatim, J. (2012) Explicit Dynamic Simulation of High Density Polyethylene Beam Under Flexural Loading Condition. Applied Mechanics and Materials, 229–231(7), 2150–2154. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.229-231.2150.
• 7. Mavuşoğlu, B. (2013) Hava Tüpü Braketleri Yapısal Dayanım Analiz ve Testi. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
• 8. Öztürk, U.E. (2016) Döküm Braketleri̇n Bi̇lgi̇sayar Destekli̇ Tasarım Eni̇yi̇lemesi İçi̇n Yeni̇ Bi̇r Yaklaşım. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 18(54), 521–534. doi: 10.21205/deufmd.2016185419.
• 9. Savran, E., Çakarer, Ç., Şener, F.B. ve Karpat, F. (2022) Cross-Sectional Shape Comparison in Corrugated Plates. Journal of Advanced Materials Science and Engineering, 2(1), 1-8. doi: 10.33425/2771-666X.1012.
• 10. Savran, E., Vargelci, S., Catenaro, L. ve Karpat, F. (2022) Otomobil Ön Tampon Braketinde Tasarım İyileştirmesi. European Journal of Science and Technology 45(1), 120–125. doi: 10.31590/ejosat.
• 11. Sunar, Ö. (2021) Arc Damage Identification and Its Effects on Fatigue Life of Contact Wires in Railway Overhead Lines. PhD Thesis. University of Sheffield.
• 12. https://www.theatlas.org/spring22/engineering/#/ro, Erişim tarihi: 09.05.2023, Konu: Platform for Integrated Transdisciplinary Design Toolkit.
• 13. Ward, J., Harwood, C.M. ve Young, Y.L. (2016) Inverse Method for Determination of the In Situ Hydrodynamic Load Distribution in Multi-Phase Flow Hydroelastic Response of Flexible Surface-Piercing Bodies in Multi-Phase Flows View Project Structural Mechanics View Project, 31st Symposium on Naval Hydrodynamics, California, 1-19.
• 14. Yaman, Y., Tunçöz, İ.O., Yang, Y., Arslan, P., Kalkan, U., Tiraş, H., Gürses, E., Şahin, M., ve Özgen, S. (2015) Decamber Morphing Concepts by Using a Hybrid Trailing Edge Control Surface. Aerospace 2(3):482–504. doi: 10.3390/aerospace2030482.
• 15. Zhang, Z., Songlin N., Wuju L., Lei L. ve Shaohua Y. (2014) Tribological Behaviors of Carbon Fiber Reinforced Polyetheretherketone Sliding against Silicon Carbide Ceramic under Seawater Lubrication. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 228(12), 1421–1432. doi: 10.1177/1350650114541108.