Analysis of the Vibration Characteristics of a Leaf Spring System Using Artificial Neural Networks

Abstract

The real-time vibrations occurring in a leaf spring system may cause undesirable effects, such as stresses, strains, deflections, and surface deformations over the system. In order to detect the most appropriate working conditions in which the leaf spring system will work more stably and also to design optimized leaf spring systems, these external effects have to be detected with high accuracy. In this work, artificial neural network-based estimators have been proposed to analyze the vibration effects on leaf spring systems. In the experimental studies carried out, the vibration effects of low, medium, and high-pressure values applied by a hydraulic piston on a steel leaf spring system have been analyzed by a 3-axial accelerometer. After the experimental studies, the Radial Basis Artificial Neural Network (RBANN) and Cascade-Forward Back-Propagation Artificial Neural Network (CFBANN) based nonlinear artificial neural network structures have been proposed to analyze the vibration data measured from the leaf spring system under relevant working conditions. The simulation results represent that the RBANN structure can estimate the real-time vibrations occurring on the leaf spring system with higher accuracy and reaches lower RMS error values when compared to the CFBANN structure. In general, it can be concluded that the RBANN and CFBANN network structures can successfully be used in the estimation of real-time vibration data.

Radyal Tabanlı Yapay Sinir Ağları Kullanılarak Yaprak Yay Sistemi Titreşim Karakteristiğinin Modellenmesi

“…Son olarak, yaprak yay sistemlerinde yorulma tahmini üzerine gerçekleştirilen çalışmalar incelendiğinde; Abdullah ve arkadaşları tarafından yapılan çalışmada yaprak yay sistemi üzerine uygulanan rastgele gerinim yüklemesi altında yaprak yayın tahmin edilen yorulma ömrüne dayalı bir güvenilirlik değerlendirmesi gerçekleştirilmiştir [13]. Çetinkaya ve İşci tarafından yapılmış olan bir diğer çalışmada ise 3-eksenli ivme sensörü kullanılarak farklı basınç değerleri altında yaprak yay sisteminin uzun ömür testine yönelik RTYSA tabanlı titreşim analizleri gerçekleştirilmiştir [14]. Jung ve arkadaşları ise çalışmalarında sayısal gerilme analizi yaparak elde edilen sonuçlara göre yaprak yayın yorulma mukavemetini değerlendirmişler ve yaprak yay montajı için YSA tabanlı ekonomik bir yorulma tasarım kriteri tahmin yöntemi geliştirmişlerdir [15].…”