Yaprak Yayların Parametrik Sonlu Elemanlar Analizi ve Yapay Sinir Ağı ile Modellenmesi

Abstract

Yaprak yaylar özellikle büyük yüklemeler altında, yükler karşısında oluşan titreşimleri minimize etmek için kullanılırlar. Özellikle ağır vasıta araçlarda yüklemelerden dolayı ağır vasıta aracın; gelen yüklemeler karşısındaki dayanımını ve titreşimi azaltmak için en fazla kullanılan makine elemanlarıdır. Bu amaçla parametrik olarak dikdörtgen kesitli yaprak tasarımı yapılmıştır. Yaprak yay tasarımı için öncelikle yay katman sayısı 1-10 katman arasında ve boyutları üretici firma kataloğuna göre değişken biçimde alınarak farklı varyasyonların FEA modelleri oluşturulmuş ve analizleri gerçekleştirilmiştir. Yaprak yay katman sayısının eleman direngenliğine ve deformasyonuna etkisi bunun yanında gerilmelerdeki değişimler simülasyon edilmiştir. 1-10 arasındaki katman sayısı ve farklı kesit ölçülerindeki yay modelleri ANSYS ortamında parametrik olarak modellenmiş ve farklı yük büyükleri uygulanarak değişik varyasyonlar oluşturulmuştur. ANSYS yazılımında modelin mesh optimizasyonu gerçekleştirilmiş ve tüm varyasyonlar çözdürülmüştür. Elde edilen tasarım tipi ve yükleme şartlarına bağlı gerilme- gerinim değerleri kullanılarak bir Yapay Sinir Ağı Modeli geliştirilmiştir. Böylelikle katman sayısı, kesit ölçü büyüklükleri ve yükleme büyüklüklerine bağlı olarak yay sabiti (k), gerilme-gerinim değerleri yüksek hassasiyetle tahmin edilmesi sağlanmıştır. Tasarımcı, geliştirilen YSA modelini kullanarak Yay tasarımı hızlı, kolay ve minimum maliyetle elde edebileceği bir yaklaşım konulmuştur.