Weight Reduction of Vehicle Suspension Arm Using Structural Analysis and Optimization Techniques

Abstract

Otomobillerde kullanılan ön salıncak kolu amortisör, komuta parmağı ve motor beşiğine bağlanarak, lastik ve jant birleşiğini yanal olarak sabitlemek için kullanılır. Otomotiv endüstrisinde, kaliteyi koruyarak araç maliyetini ve ağırlığını azaltmak temel hedefler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, ön salıncak kolu üzerinde ağırlık azaltma analizleri yapılarak optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın amacı, topoloji optimizasyon metodunun kullanılmasıyla, seçilen bir ön salıncak kolunun geometrisinde değişiklikler yaparak, malzeme miktarının minimuma düşürülmesi, parça dayanımını koruyacak şekilde, ağırlığı ve maliyeti azaltılmış yeni bir ön salıncak kolu modelinin oluşturulmasıdır. Bu amaçla, katı modelleme ve sonlu elemanlar yöntemiyle analiz ve topoloji optimizasyon metotları kullanılarak, yer değiştirme, gerilme gibi kısıtlar uygulanarak en uygun tasarımın belirlenmesi hedeflenmiştir. Yapılan çalışmada seçilen örnek parça üzerinde yapılmış statik analizler sonrası, topoloji optimizasyonu gerçekleştirilmiş ve malzeme dağılımları incelenmiştir. Bu malzeme dağılımlarına göre parçanın boşaltılabilecek alanlar tespit edilmiş, bu verilere göre yeni tasarım çalışmaları yapılmıştır. Her yeni tasarım için statik analizler tekrarlanmış ve genetik algoritmalar ile şekil optimizasyonu yapılmıştır. Bulunan optimum tasarımının, seçilen örnek parça tasarımına göre %11,02 daha hafif olduğu tespit edilmiştir.