Tabakalı yaprak yayların burulma davranışlarının deneysel ve sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Onur ÖZENER

Danışman: Tunç Apatay

Özet:

Yaprak yaylar bir araç için önemli bir sönümleme ve yataklama elemanıdır. Bu yayların kullanım alanları çok geniş olup birçok tasarım çözümü için tercih edilmektedir. Askeri araçlardaki kullanım amacı, personelin el kuvveti ile kaldıramayacağı ağırlıktaki personel kapakları, bakım kapakları ve acil çıkış kapıları gibi zırh çeliğinden imal edilen kapak mekanizmalarının açılış ve kapanışı sırasında tekrarlanabilir burulma momenti sağlamasıdır. Tek bir dikdörtgen kesitli yaprak yay için geçerli burulma momenti denklemi, tabakalı halde kullanılan yaprak yay sistemlerinde uygulanamamaktadır. Bu çalışmada, kapak mekanizmalarında kullanılan dikdörtgen kesitli yaprak yay geometrileri referans alınarak SAE-AISI 1065 ve SAE-AISI 1080 yay çeliklerinin katmanlı olarak kullanıldığı durumdaki burulma performansları incelenmiştir. Bu amaçla tabakalı yaprak yay setlerini 0’dan 90 dereceye burulmaya maruz bırakan test cihazı tasarlanmış ve burulma performansı deneysel olarak elde edilmiştir. Videolu ekstansometre cihazı ve RFDA cihazı ile belirlenen mekanik özellikler, OptiStruct analiz programı kullanılarak yay setlerinin kalıcı deformasyona uğramadığı limitler araştırılmıştır. Analiz verileri sonucunda deneylerde kullanılacak yay boyları ve adetleri belirlenmiştir. Çalışma kapsamında farklı uzunluk ve adetteki yaprak yaylar test cihazında 0°’den 90°’ye burulma hareketine zorlanmıştır. Çalışma sonucunda tek yayın burulma momenti hesabında kullanılan teorik formüllerin yüksek burulma açılarında zorlanan yay setleri için kullanıldığında sapmalara neden olabileceği ve yay adedinin artması sonucu burulma momentinin, adet ile birlikte doğrusal artmadığı gösterilmiştir. Çalışmadaki SAE-AISI 1065 ve SAE-AISI 1080 yay çelikleri için 90°’deki burulma momentleri karşılaştırılmış ve yüksek oranda benzerlik görülmüştür.

Anahtar Kelimeler : Yay çeliği, burulma yayı, yaprak yay, katmanlı yaprak yay