Yapısal Döküm Parçaların Yorulma Ömrünü Etkileyen Ana Faktörlerin Ağır Ticari Araç Fren Sistemlerinde İncelenmesi

Abstract

Çalışmada, ağır ticari araçlarda kullanılan havalı disk frenin ana döküm parçalarından biri olan köprünün servis ömrünün arttırılabilmesi için yorulma ömrüne etkiyen faktörler incelenmiştir. Fren parçasına, gerçek çalışma koşullarında etki eden tüm sınır koşulları göz önüne alınarak, yorulma ömrüne en çok etki edeceği öngörülen üç faktör için iki kademeli faktöriyel deney tasarımı yöntemi kullanılmış ve her bir faktör için iki farklı seviye belirlenerek numune üretimleri gerçekleştirilmiştir. Parça üzerindeki gerilmelerin yüksek olduğu kritik bölgelerin belirlenmesi amacıyla sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapısal analizler gerçekleştirilmiştir. Testlerde, çatlağın ilk oluştuğu anda yakalanması için sayısal yöntem ile belirlenen, gerilmenin yüksek olduğu ve parçaların kırılması beklenen bölgelere tuzak teli uygulanmıştır. Hazırlanan test numuneleri mekanik hasar meydana gele kadar yorulma testine tabi tutulmuş ve çatlak oluşan çevrimler detaylı analiz edilmiştir. Analiz sonucunda köprü parçasının yorulma ömrüne en fazla etki eden iki faktör sırası ile “perlit oranı” ve “kaliper yönü ile köprü döküm gözünün kombinasyonu” olarak bulunmuştur. Perlit oranı yüksek olan köprü numunelerinin yorulma ömürlerinin, düşük olan numunelere göre 3,1 kata kadar; uygun kaliper yönü ve köprü döküm gözü kombinasyonu seçildiği durumda ise 3,4 kata kadar arttığı tespit edilmiştir.