Farklı malzemelerden yapılmış katı ve havalandırmalı ağır araç fren disklerinin sonlu elemanlarının termo-elastik davranışı

Abstract

Bugünlerde özellikle otomobil teknolojisinde çok hızlı gelişmeler olmaktadır. Hem otomobil hem de ağır vasıta araçları olan otobüs ve kamyonlarda disk fren sistemi aracın tekerleğin dönüşünü yavaşlatan ve durduran sistemlerdir. Araçları durdurmak için frenleme yapıldığında bir ısı meydana gelmekte ve sistem atmosfere açık olması sebebiyle kolayca dağılabilmektedir. Üreticiler bu durumu kısa ömürlü ve ağır çelik diskler ile aşmaya çalışmaktadır. Gerçek bir otobüs fren tertibatında farklı malzemelerden yapılmış disk fren rotor diskinin geçici termal ve yapısal analizi FEM tabanlı ANSYS yazılımı öğrenci lisansı yardımıyla frenleme koşulları altındaki termomekanik davranışını analiz etmektir. Disk freninde oluşan gerilme ve gerilimleri analiz etmek için bazı sınır şartları uygulandıktan sonra diskte meydana gelen deformasyon, kesme gerilmesi, elastik gerinim ve eşdeğer gerilme değerleri şekilleri alınmıştır. Tasarım açısından farklı malzemeler kullanılarak disk fren tertibatını dayanım karşılaştırması yapılmıştır. Deformasyon en fazla alüminyumda, en azda paslanmaz çelikte olduğu, eş değer gerilmenin en yükse havalandırmalı alüminyum diskte olduğu, kesme gerilmenin en yükse paslanmaz çelikte, elastik gerinmenin bütün malzemeler için yakın olduğu tespit edilmiştir.

Today, there are rapid developments especially in automobile technology. The disc brake system in buses and trucks, which are both automobiles and heavy vehicles, is a system that slows the vehicle's wheel rotation and stops it. When braking to stop vehicles, heat is released and can easily be dispersed because the system is open to the atmosphere. Manufacturers try to overcome this situation with short-lived and heavy steel discs.Transient thermal and structural analysis of disc brake rotor disc made of different materials in urban bus brake assembly is to analyze its thermomechanical behavior under certain braking conditions with the help of FEM-based ANSYS student license. After applying some boundary conditions, the deformation, shear stress, elastic strain and equivalent stress values of the disc are taken to analyze the stresses and strains occurring in the disc brake.Air and disc brake resistor strengths are made by using different design materials. It has been determined that deformation is highest in aluminum, least in stainless steel, equivalent stress is highest in ventilated aluminum disc, breaking stress is highest in stainless steel, elastic strain is close for the whole materials.