Manyeto-Reolojik Motor Takozu Titreşim Karakteristiklerinin İncelenmesi



Benzer belgeler
MANYETO-REOLOJİK AKIŞKANLI MOTOR TAKOZU TASARIMI VE KARAKTERİSTİĞİNİN BELİRLENMESİ. Tamer TÜRKÜCÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ

PİEZOELEKTRİK YAMALARIN AKILLI BİR KİRİŞİN TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN BULUNMASINDA ALGILAYICI OLARAK KULLANILMASI ABSTRACT

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDATI

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

2: MALZEME ÖZELLİKLERİ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

AKILLI BİR PLAKANIN SERBEST VE ZORLANMIŞ TİTREŞİMLERİNİN KONTROLÜ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

1. YARIYIL / SEMESTER 1

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

SERVOHİDROLİK AMORTİSÖR DİNAMOMETRESİNİN DİNAMİK MODELİ VE SİMÜLASYONU

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

DERS-3 -REOLOJİ- VİSKOZİTE VE AKIŞ TİPLERİ

ARAÇ KAPI SIZDIRMAZLIK PROFİLLERİNDE KULLANILAN MALZEMELERİN SES İLETİM KAYBININ MODELLENMESİ VE DENEYSEL OLARAK DOĞRULANMASI

5.NEWTONIAN VE NEWTONIAN OLMAYAN AKIŞKANLARIN VİSKOZİTESİNİN BELİRLENMESİ (ROTASYONEL REOMETRE)

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

Makina Mühendisliği Bölümü Makine Laboratuarı

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

P u, şekil kayıpları ise kanal şekline bağlı sürtünme katsayısı (k) ve ilgili dinamik basınç değerinden saptanır:

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARININ MONTAJI VE YÜKSEK BASINÇ ALTINDAKİ DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

ESTA Oscillation Sönümleme Elemanları Anti-vibration Mounts kalıte / qualıty tasarım / desıng teknolojı / technology

Prof. Dr. Olkan ÇUVALCI. Yrd. Doç. Dr. Hasan BAŞ. Öğr. Gör. Dr. Mustafa Sabri DUMAN. Prof. Dr. Orhan DURGUN. Prof. Dr.

KÖPRÜ SARSMA DENEYLERİYLE ARAÇLARIN KÖPRÜ DEPREM DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

İÇİNDEKİLER. Bölüm 1 GİRİŞ

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

4 SİLİNDİR BENZİNLİ MOTOR COK-G.ENRJ.005

Hava Aracının Üzerinden Titreşim Kaynaklı Enerji Hasatı Çalışmaları

MANYETOREOLOJİK (MR) SIVILI YARI-AKTİF BİR AMORTİSÖRÜN TASARIMI VE PROTOTİP İMALATI. Turgay ERGİN DOKTORA TEZİ MAKİNA EĞİTİMİ

AKTĐF KÜTLE SÖNÜMLEYĐCĐLĐ ÇOK SERBESTLĐK DERECELĐ BĐR YAPININ DEPREME KARŞI LQR KONTROLÜ

BOĞAZ SIZDIRMAZLIK ELEMANLARINDA PERFORMANS KRİTERLERİNİN ÇALIŞMA KOŞULLARIYLA DEĞERLENDİRİLMESİ

MEKANİK TİTREŞİMLER ve İZOLASYONU (Teorik Açıklamalar ve Uygulamalar)

Novomec Mühendisik Hizmetleri Şirket Tanıtımı. Tel: Fax:

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

UTS TRIBOMETER T10/20 TURQUOISE 2.0

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

BRT Makine Destek Ayakları. Düz Naylon Taban

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

ÇELİK PLAKALI ELASTOMERİK KÖPRÜ YASTIKLARININ DÜŞÜK SICAKLIK KAYMA DENEYLERİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

BİLGİSAYARLI TASARIM VE İMALAT YÖNTEMLERİ KULLANILARAK KRANK MİLİ İMALATI ÖZET ABSTRACT

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

DENEY 2 ANKASTRE KİRİŞLERDE GERİNİM ÖLÇÜMLERİ

Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters

OPTİK GÖRÜNTÜLEME YÖNTEMİ KULLANAN BİR PARÇA BOYUTLANDIRMA SİSTEMİNİN TASARIMI VE PROTOTİP İMALATI. Aralık-2011

Beton pompalama kamyonları

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

TİCARİ ARAÇ GELİŞTİRME PROJESİ KAPSAMINDA DİNAMİK MODELİN TESTLER İLE DOĞRULANMASI

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

Numerical Investigation of the Effect of Needle Tilting Angle on Irrigant Flow Inside the Tooth Root Canal

RÜZGAR TÜRBİNİ KANAT BAĞLANTI NOKTALARINDA ŞEKİL HAFIZALI ALAŞIMLARIN KULLANILMASI

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARINDA KARŞILAŞILAN PROBLEMLER, NEDENLERİ VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİ

3.KABARTILI DİRENÇ KAYNAĞI Dr.Salim ASLANLAR 1

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ SANTRĠFÜJ POMPA DENEY FÖYÜ HAZIRLAYANLAR. Prof. Dr.

HARAKETLİ YÜK PROBLEMİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

MAKİNA ELEMANLARI. İŞ MAKİNALARI (Vinç, greyder, torna tezgahı, freze tezgahı, matkap, hidrolik pres, enjeksiyon makinası gibi)

MAK-LAB017 HİDROLİK SERVO MEKANİZMALAR DENEYİ 1. DENEYİN AMACI 2. HİDROLİK SİSTEMLERDE KULLANILAN ENERJİ TÜRÜ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ (Y.L.) PROGRAMI EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

MAKİNA TEORİSİ ÖDEV 3. A) Problemlerin Yanıtları

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9A GERİNİM ÖLÇER KULLANARAK GERİLİM ANALİZİ YAPILMASI

OREN3005 HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLER

ÇATI KONSTRÜKSİYONLARINDA GAZBETON UYGULAMALARI Doç.Dr.Oğuz Cem Çelik İTÜ Mimarlık Fakültesi Yapı Statiği ve Betonarme Birimi

TOA06 SÜRÜKLENME KANALLI TAŞKIN YATAKLARDA MİNİMUM TAŞKINLAŞMA HIZININ BELİRLENMESİ

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ LİSANS EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI (NORMAL VE İKİNCİ ÖĞRETİM)

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

A801 PNÖMATİK PİSTON KEÇESİ / A801 PNEUMATIC PISTON SEAL


2. Basınç ve Akışkanların Statiği

REOLOJĐ. GERĐLME, ŞEKĐL DEĞĐŞĐMĐ ve ZAMAN ĐLĐŞKĐLERĐ

hir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUARI

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

DOÇ. DR. ÇETİN YILMAZ

1.FİZYOTERAPİ ZİRVESİ SEMİNER GÜNLERİ

Santrifüj Pompalar: MEKANİK ENERJİYİ, AKIŞKANDA KİNETİK ENERJİYE ÇEVİREN VE AKIŞKANLARI TRANSFER EDEN MAKİNALARDIR.

UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

TĠCARĠ ARAÇ GELĠġTĠRME PROJESĠ KAPSAMINDA DĠNAMĠK MODELĠN TESTLER ĠLE DOĞRULANMASI

Geleneksel sıcaklık ayarı: Önce emniyet Elektronik kontrollü termostat Daha fazla verimlilik için güvenli bir seçim

MESAFE VE KONUM ALGILAYICILARI

UNİVERSAL ÇEKME - BASMA - EĞİLME YORULMA TEST MAKİNASI GÜNCEL REFERANS LİSTESİ

Sökülebilen gövdeli kamyonlar. Sökülebilen gövdeli kamyonlar hakkında genel bilgi

HİDROLİK SİLİNDİRLE VAKUM ALTINDA YAĞ DOLUMU VE SIKIŞTIRILABİLİRLİK TESTİ

BİR JET EĞİTİM UÇAĞI KOKPİTİNİN YAPISAL ANALİZLERİ

WAW-600D Bilgisayar Kontrol Hidrolik Universal Test Makinesi

Kulağın anatomik yapısı ÇEVRE FAKTÖRLERĐNĐN. iş yerinde çevre faktörleri. klima aydınlatma gürültü mekanik titreşimler ve zararlı maddeler

Pnömatik sistemi ile ilgili genel bilgiler. Pnömatik sistemin tasarımı. Tanımlamalar PGRT. Basınçlı hava deposu. APS (Hava İşlem Sistemi)

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ

Faaliyet Konularımız

3.1. Proje Okuma Bilgisi Tek Etkili Silindirin Kumandası

Transkript:

Manyeto-Reolojik Motor Takozu Titreşim Karakteristiklerinin İncelenmesi T. Türkücü* Ö. Keleş Gazi Üniversitesi Gazi Üniversitesi Özet Bu çalışmada, Manyeto-Reolojik (MR) akışkanlı motor takozları tasarlanmış ve karakteristikleri belirlenmiştir. İlk olarak, bilgisayar ortamında CAD programı kullanılarak 3 farklı prototip tasarlanmıştır. Daha sonra, MR sıvı akışını kontrol eden elektromıknatısın manyetostatik analizleri yapılmıştır. Tasarımı yapılan prototiplerin imalatı yapıldıktan sonra, bu prototiplerin karakteristiklerinin belirlenmesi amacıyla statik ve dinamik testleri bu amaç için özel olarak üretilmiş servo-hidrolik test ünitesi ile gerçekleştirilmiştir. Statik testler 0-10 mm yer değiştirme ile yapılmıştır. Dinamik testler 0-100 Hz aralığında ±0,1 mm, ±0,5 mm, ±1,0 mm, ±2,0 mm genlikler için ve 0-20 Hz aralığında ±3,0 mm ve ±4,0 mm genlikler için yapılmıştır. MR motor takozların yanı sıra, geleneksel hidrolik takoz ve elastomerik takoz için de aynı testler uygulanmıştır. Test sonuçları incelenerek bu takozlar arasındaki farklar açıklanmış ve MR takozlarının frekans aralığındaki karakteristiği belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Manyeto-reolojik akışkan, MR motor takozu, yarı-aktif sönümleyici Abstract In this study, semi-active engine mounts containing magnetorheological (MR) fluid were designed using a CAD software and three different types of MR mount prototypes were manufactured to investigate their characteristics experimentally. Magnetostatic analysis and experimental validation was performed for the designed electromagnetic coil which controls the MR fluid flow and the gap size was determined. MR mounts were tested statically and dynamically using a servohydraulic rate machine. Static tests were performed between 0-10 mm displacements. Dynamic tests were performed under 0-100 Hz sinusoidal excitation frequencies with ±0,1 mm, ±0,5 mm, ±1,0 mm, ±2,0 mm displacements and under 0-20 Hz sinusoidal excitation frequencies with ±3,0 mm, ±4,0 mm displacements. Besides MR mounts, hydromount and top elastomeric mounts were tested with the same test procedure. After analysis of test results, different mount properties are explained and MR mounts characteristics in frequency domain are shown. Keywords: Magneto-rheological Fluid, MR Engine Mount, semiactive suspension * tamerturkucu@gmail.com omer@gazi.edu.tr 1 I. Giriş Motor tahrik kuvvetleri, gaz basıncı ve balanssız kuvvetler taşıtlardaki başlıca titreşim kaynaklarıdır. Günümüzde kullanılan motor takozu tasarımları motordan şasiye iletilen titreşimleri sönümlemek için kabul edilebilir seviyede olsa da daha hafif ve yüksek güçlü araçların yapılmasına yönelik çalışmalardan dolayı motor bağlantılarının performansını iyileştirmeye sürekli ihtiyaç duyulmaktadır [1]. Günümüz otomotiv sektörünün eğilimi, yakıt tüketimini ve emisyon oranlarını azaltmak yönündedir. V6 ve V8 motorlar için, gerektiğinde sadece 3 ya da 4 silindiri aktif çalıştıran değişken silindir yönetimi sistemi geliştirilmiş, daha fazla güce sahip ve yüksek verimlilikle çalışan hibrit sistemler tasarlanmıştır. Ancak bu sistemler gürültü ve titreşim problemlerini de beraberinde getirmiştir [2]. Süspansiyon sistemleri pasif, yarı-aktif ve aktif olmak üzere üç gruba ayrılır. Bu sistemler arasında en performanslısı aktif süspansiyonlardır. Ancak aktif süspansiyonların karmaşıklığından ve maliyetinden kaçınmak için yarıaktif süspansiyon sistemleri tasarlanmıştır. Pasif sistemlerdeki damper elemanı yerini çalışma şartlarına göre ayarlanabilir dampere bırakmıştır. Orifis alanını dolayısıyla akışa karşı direnci değiştirerek damper kuvveti ayarlanır [3]. Reoloji, malzemelerin deformasyon ve akış özelliklerini inceleyen bilim dalıdır. MR akışkanlar, viskoz bir sıvı içinde mikron boyutunda metal partiküller içeren ve uygulanan manyetik alan ile birlikte reolojik özellikleri kontrol edilebilen sıvılardır. MR akışkan; taşıyıcı sıvı, manyetik toz ve diğer katkı maddelerinin birleşiminden oluşmaktadır. Taşıyıcı sıvı olarak mineral yağ, sentetik hidrokarbon yağı, silikon yağı, su ve glikol kullanılır. Manyetik toz olarak demir karbonil, demir/kobalt alaşımı, nikel alaşımları sıklıkla kullanılmaktadır. Tane boyutu 1 ila 10 mikron arasında olan manyetik tozlar hacimce %20 ila %40 oranlarında taşıyıcı sıvı içine ilave edilir. MR sıvısına ayrıca bağlayıcı maddeler, tiksotropik akışkanlar, aşınma ve sürtünme önleyici maddeler ve anti-korozif katkı maddeleri eklenerek manyetik tozların sıvı içinde çökelmemeleri ve homojen olarak dağılmaları sağlanır [4]. MR sıvısı ilk olarak 1948 yılında, Jacob Rabinow un patentini aldığı kavrama uygulamasıyla ortaya çıkmıştır. Winslow, 1949 yılında MR sıvısının, kendi çalışmasında ortaya koyduğu Elektro-Reolojik (ER) sıvıya benzer özellikler gösterdiğini söylemiştir. Bu yıllarda, ER ve MR sıvısına yönelik yayınlar ve patentler alınmış; ancak ER sıvısının ticari olarak kullanılmasının zorluğu

anlaşıldıktan sonra çalışmalar MR sıvısına yönelmiştir [5]. MR sıvılı yarı-aktif sistemlerin, otomobil süspansiyonlarında kullanılmasının yararları farklı araştırmacılar tarafından araştırılmıştır [6]. İlk olarak 2002 yılında, General Motors'un ürettiği Cadillac ın Seville modelinde, sürekli kontrol edilebilir MR amortisörleri içeren ve standart donanıma eklenmiş; MagneRideTM süspansiyon sistemi ile ticari olarak kullanılmaya başlanmışlardır. Ardından çeşitli üreticiler tarafından başka modellerde de bu sistem uygulanmaya başlanmıştır [7]. Otomobil süspansiyonlarının yanı sıra, MR sönümleyiciler yol ve arazi taşıtlarının sürücü koltuğu süspansiyon sistemlerinde kullanılacak şekilde tasarlanmıştır [8]. Bu sistem, LORD firmasının Motion Master sürüş yönetim sisteminde ticari olarak kullanılmıştır [9]. MR sönümleyici inşaat mühendisliği uygulamalarında yer almış, binaların depreme karşı korunmasında ve köprüler üzerindeki kablo titreşimlerinin sönümlenmesinde kullanılmıştır [10]. Bir diğer uygulamada, LORD firmasının MotionMaster sistemindeki sönümleyici, Biedermann Motech GmbH firmasının geliştirdiği protez bacak uygulamasında kullanılmış; sensörler ve kontrolcü kullanılarak protez bacağa, yokuş çıkma ve inme hatta bisiklet kullanma özelliği kazandırılmıştır [11]. MR sıvıların başka bir uygulama alanı da frenler ve kavramalar olmuştur. Lord firması tarafından üretilen MR frenler egzersiz aletlerinde, pnömatik aktüatörlerde, kablolu direksiyon sistemlerinde kullanılmıştır [12]. Bu çalışmaların yanı sıra, MR motor takozu kullanan ilk ticari uygulama 2010 model Porsche 911 GT3 olmuştur ve Delphi tarafından duyurulmuştur [13]. Manyeto-reolojik akışkanlı yarı aktif sistemlerin araçların birincil süspansiyon sistemlerinde kullanılması manyetoreoloji alanındaki en yaygın araştırmalardan olmakla birlikte ticari olarak da farklı firmalar tarafından uygulamaya geçirilmiştir. Araştırmacılar tarafından elektro-reolojik ve manyetoreolojik akışkanlı çeşitli motor takozu tasarımları yapılmış ancak günümüze kadar sadece bir ticari uygulama gerçekleşebilmiştir. II. Materyal ve Metod MR takozun üst kısmında bir elastomer eleman bulunur. Bu eleman motorun ağırlığını taşır. Takozun orta kısmında, takozu alt ve üst sıvı haznesi olarak bölen ara plakalar ve alt kısımda alt hazneye geçen sıvıyı taşıyan bir elastik diyafram bulunur. Geleneksel hidrolik takozların aksine ara plakaların yapısı farklıdır. Plakalar içine elektro-mıknatıs ve karşılıklı nüvelerden oluşan MR valf olarak adlandırılan kısım yerleştirilmiştir. MR valf içindeki elektro-mıknatısa farklı akımlarda elektrik uygulayabilmek için elektro-mıknatısa bağlanan kablo takoz dışına çıkarılır. Bu çalışmada üç farklı karakteristiğe sahip MR takozlar tasarlanmıştır. Bu takoz tipleri şekil 1 ve şekil 2 de gösterilmiştir. MR delikli takozda delik sayısı 8 ve 2 16 delik sayısına göre değiştirilerek iki farklı tip takoz elde edilmiştir. MR slotlu takozda ve MR delikli takozda, mevcut hidrolik takozun parçalarından üst gövde (1), çan (8), sınırlandırıcı (2) ve diyafram (7) kullanılmıştır. Şekil 1. Slotlu tip ara plakalı MR motor takozu Şekil 2.Delikli tip ara plakalı MR motor takozu 1. Elastomer üst gövde 2. Sınırlandırıcı 3. Alt plaka 4. Üst plaka 5. Bobin 6. Elektro-mıknatıs 7. Diyafram 8. Çan 9. Nüve 10. Nüve karşılığı Manyetik alan uygulanması ile birlikte MR akışkan içindeki metal tozlar, manyetik alan yönünde sıraya dizilirler. Bu durum MR akışkanın akış yönünde akmaya karşı direncini arttırır. MR sıvısının viskozitesini arttırarak akışını yavaşlatmak için yeterli akma gerilmesi oluşturulması gerekir. MR sıvısının akma gerilmesini

arttırmak için sıvının akış kanalı içindeki manyetik alan şiddeti arttırılmalıdır. Şekil 4. Gausmetre ve sabit akıma ayarlanabilir güç kaynağı Şekil 3. Manyeto-statik model Sıvısının üst hazneden alt hazneye aktığı kanal içinde yeterli miktarda manyetik alan şiddeti oluştuğundan emin olmak için sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla statik manyetik analiz yapılmıştır. Oluşturulan manyeto-statik model şekil 3 de gösterilmiştir. Analizde göz önünde bulundurulan faktörler: MR sıvısı olarak LORD firmasının MRF-132DG ürünü kullanılmıştır ve analizde bu sıvı için LORD firması tarafından sağlanan B-H eğrisi kullanılmıştır. Düşük karbonlu çelik için Maxwell Student Version programı içindeki B-H eğrisi kullanılmıştır. Sıvının aktığı kanal genişliği 2 mm olarak alınmıştır. Köşelerde ve sınır noktalardaki kayıplar ihmal edilmiştir. Elektrik devresinin 12 volt ve maksimum 2 amper ile çalıştırılacağı düşünülmüştür. Simülasyonlar Maxwell Student Version programı kullanılarak 1,5mm, 2mm, 3mm, 4mm kanal genişlikleri ve farklı nüve ölçüleri için yapılmıştır. Yapılan analizler sonunda manyetik akı çizgileri, manyetik akı yoğunluğu ve manyetik alan şiddeti dağılımları incelenmiştir. Analiz sonuçlarına göre manyetik devre parçalarının boyutlarına karar verilmiştir. 400 sarım sayısı olan ve 0,50 mm çaplı emaye kaplı bakır tele sahip silindirik tip elektromıknatıs kullanılmasına karar verilmiştir. Analiz sonuçlarını doğrulamak için şekil 4 de gösterilen laboratuvar ortamında Yokogawa 3251 gausmetre ve sabit akıma ayarlanabilir güç kaynağı kullanılarak kanal içinde oluşan manyetik akı yoğunluğu ölçülmüştür. Deneylerde elde edilen manyetik akı yoğunluğu değerleri havanın manyetik geçirgenliği (µ hava =4π x 10-7 Vs/Am) ile çarpılarak manyetik alan şiddeti değerleri hesaplandıktan sonra sonlu eleman analiz sonuçlarıyla karşılaştırılarak, analiz sonuçlarının tutarlılığı doğrulanmıştır. III. Deneyler Deneylerin gerçekleştirildiği laboratuvar ve deney ekipmanları şekil 5 de gösterilmiştir. Test ünitesi alt kısmında tahrik oluşturan bir servo-hidrolik piston ve üst kısmında ölçüm yapan yük hücresinden oluşmaktadır. İş istasyonu üzerindeki yazılım aracılığıyla yapılacak deneyler için program oluşturulmakta ve bu programın test ünitesinde çalıştırılması kontrolcü aracılığıyla gerçekleştirilmektedir. Takozlara MR sıvısını doldurmak için özel olarak tasarlanmış vakumlu dolum düzeneği üretilmiştir. Deneylere başlamadan önce MR takozlara MR sıvısı dolum düzeneği kullanılarak doldurulmuş ve daha sonra bu takozlar test ünitesine şekil 6 da gösterildiği gibi bağlanmıştır. Akım kaynağı ile test sırasında MR takozlara farklı akımlar uygulanmış ve iş istasyonunda oluşturulan program sayesinde tüm takoz tipleri için aynı şartlarda deneyler tekrar edilmiştir. Şekil 5. Deneylerin gerçekleştirildiği laboratuvar ve deney ekipmanları Şekil 6. MR takozun MTS Test Cihazına bağlanması 3

Tüm deneyler belirlenen prosedürün iş istasyonuna programlanması ve tüm takoz tipleri için kullanılması ile gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, motorun bir takoza düşen ağırlığını temsil etmek için, deney öncesi test parçasına 1000 N ön yük uygulanmıştır. Test sırasında hidrolik pistonun konumu LVDT (doğrusal yer değiştirme sensörü) yardımıyla kontrol edilerek belirlenen genlikte ve frekanslarda sinüs dalgaları oluşturulmuştur. Takozun üst kısmına iletilen kuvvet yük hücresi ile ölçülmüştür. Bu ölçülen değerler takoza uygulanan ortalama kuvveti, kuvvetin genliğini ve frekansını belirlemek için kullanılmıştır. Test yazılımı kullanılarak önce statik test yapılmıştır. Ardından 1 ile 100 Hz arasında sırasıyla ±0,5 mm, ±1,0 mm, ±2,0 mm, ±0,1 mm genliklerde ve 1 ile 20 Hz arası ±3,0 mm, ±4,0 mm genliklerde dinamik test uygulanmıştır. ±3,0 mm, ±4,0 mm genliklerde cihazın kapasitesi yeterli olmadığı için deneyler sadece düşük frekans aralığında yapılmıştır. Dinamik testlerin bitiminde statik test tekrarlanmıştır. Bu test sırası tüm motor takozu varyasyonları için aynı şekilde uygulanmıştır. Takoza uygulanan akım değiştirildikçe tüm deney sırası tekrarlanmıştır. Böylece MR takozun farklı akımlardaki davranışını gösteren veriler toplanmıştır. Akım kapalı durumda, takoz tiplerinin dinamik katılıkları ayrı ayrı ölçülmüştür. Dinamik katılıkların frekansa göre değişim sonuçları, düşük genlik olarak alınan ±0,1 mm için Şekil 7'de ve yüksek genlik olarak alınan ±1,0 mm genlik değeri için Şekil 8'de verilmiştir. MR 8 delikli takozda en yüksek dinamik katılık değerleri elde edilmiştir. Çünkü ara plakalar üzerindeki kanal alanının küçülmesi sonucu sıvının akmaya karşı direnci artmış ve sıvının alt hazneye geçişi zorlaşmıştır. MR 16 delikli takozun kanal genişliği MR slotlu takozun kanal genişliğinden daha küçük olmasına rağmen 15 Hz ve üzeri frekanslarda MR slotlu takozda daha yüksek dinamik katılık değerleri elde edilmiştir. Bunun nedeni slot tipi dikdörtgen geometride frekansın artmasıyla akışa karşı daha fazla direnç oluşmasıdır. Yüksek genlik olarak alınan ±0,1 mm genlik için, MR 8 delikli, MR 16 delikli ve MR slotlu takoz tiplerinin farklı akımlarda karşılaştırılması yapılmış, dinamik katılığın frekansa göre değişimi ve titreşim geçirgenliğinin frekansa göre değişimi eğrileri sırasıyla şekil 9 ve şekil 10 da gösterilmiştir. 0,1 A akım değerlerine karşılık gelen eğriler incelendiğinde katılık değerlerinin akım kapalı durumdaki katılık değerlerinden yüksek olduğu ve eğrinin düzleştiği görülmüştür. Akımın arttırılmasıyla elektro-mıknatısın oluşturduğu manyetik alan artmış ve dolayısıyla kanal içindeki MR sıvısının viskozitesi artmıştır. Böylece MR sıvısının akmaya karşı direncinin artmasıyla uygulanan kuvvete karşı oluşan direnç kuvvetinin artması takozun katılığını arttırmıştır. 0,2 A akım uygulandığında her üç tip takozda da kanal içindeki MR sıvısı akışı bloke olmuştur. Takoz elastomerik takoz davranışına benzer bir davranış göstermeye başlamış ve katılık eğrisi elastomerik takozda olduğu gibi düz şekil almıştır. Katılık değerinin elastomerik takoz için ölçülen değerlerden daha büyük olması takozun içindeki sıvı ile birlikte katılığın artmasından kaynaklanmaktadır. MR 16 delikli takozda ise akış 0,1 A da bloke olmuştur. Bunun nedeni düşük genlikli kuvvet ile oluşan kayma gerilmesinin MR sıvısının akma gerilmesinden küçük olması sonucu akışın bloke olmasıdır. Delik çaplarının MR 8 delikli takoza göre daha büyük olmasına rağmen MR 16 delikli takozda görülen bu davranış çok düşük genliklerde çalışıldığından kaynaklanmaktadır. Bu durum ancak matematiksel model geliştirilerek ve deney sonuçları ile model doğrulandıktan sonra tam olarak açıklanabilir. Şekil 7. ±0,1 mm genlik için dinamik katılığın frekansa göre değişimi Şekil 9. Farklı akımlarda farklı takoz tipleri için ±0,1 mm genlikte dinamik katılığın frekansa göre değişimi Şekil 8. ±1,0 mm genlik için dinamik katılığın frekansa göre değişimi 4

Şekil 10. Farklı akımlarda farklı takoz tipleri için ±0,1 mm genlikte titreşim geçirgenliğinin frekansa göre değişimi Yüksek genlik olarak alınan ±1,0 mm genlik için dinamik katılığın frekansa göre değişimi ve titreşim geçirgenliğinin frekansa göre değişimi eğrileri MR slotlu, MR 16 delikli ve MR 8 delikli takoz tipleri için sırasıyla şekil 11 ve şekil 12 de gösterilmiştir. Grafikler incelendiğinde ±0,1 mm genlikte elde edilen sonuçlarla benzerlik görülmektedir. Akım değeri 0,1 A ya ayarlandığında takozların katılıkları düşük frekans aralığında artmış, yüksek frekanslarda azalmıştır. Bu frekans geçişi 15 ila 20 Hz arasına denk gelmektedir. MR 16 delikli takozda 0,1 A da akışın bloke olmadığı ve katılığın arttığı görülmüştür ancak diğer takozlardan farklı olarak MR 16 delikli takozda yüksek frekanslarda katılık değeri azalmamış, artmıştır. Akım 0,2 A değerine getirildiğinde, kanal içindeki basıncın oluşturduğu kayma gerilmesi MR sıvısının akma gerilmesinden daha düşük olduğu için akış bloke olmuştur. Takoz elastomerik takoz davranışı göstermeye başlamıştır. Şekil 11. Farklı akımlarda farklı takoz tipleri için ±1,0 mm genlikte dinamik katılığın frekansa göre değişimi Şekil 12. Farklı akımlarda farklı takoz tipleri için ±1,0 mm genlikte titreşim geçirgenliğinin frekansa göre değişimi IV. Sonuçlar Bu çalışmada üç farklı tip MR takoz tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Tasarım amacı olarak geleneksel kauçuk ve hidrolik takozların özelliklerini geliştirecek, daha iyi titreşim yalıtımı sağlayacak bir ürün oluşturmak amaçlanmıştır. Çalışma sırasında daha önce yapılmış MR takoz çalışmaları titizlikle incelenmiş ve farklı tasarımlar oluşturulmuştur. Elastomerik takoz, hidrolik takoz ve üretimi yapılan MR slotlu, MR 16 delikli ve MR 8 delikli takozlar ile gerçekleştirilen deneyler sonucunda elde edilen sonuçlar aşağıda listelenmiştir: Elastomerik takoz ile çalışma frekans aralığında aynı dinamik katılık değeri elde edilmektedir. Sönümleme özelliği diğer takozlara göre daha düşüktür. Hidrolik takoz ile düşük ve yüksek frekanslarda farklı dinamik katılık ve farklı sönüm değerleri elde edilebilmektedir. Akış kanal genişliğinin MR takozun karakteri üzerindeki etkisi MR 16 delikli takoz ve MR 8 delikli takoz karşılaştırıldığında görülmüştür. MR slotlu takozun kanal alanının daha büyük olmasına rağmen, 15 Hz üzeri frekanslarda MR 16 delikli takoza göre daha yüksek katılık elde edilmesi dikdörtgen geometrili kanalda dairesel geometrili kanala göre akışa karşı direncin bu frekanslarda daha fazla olduğunu göstermiştir. MR takoz tasarımları ile hidrolik takozdan daha düşük titreşim geçirgenliği değerleri elde edilmiştir. Bu takozlar kullanılarak, elastomerik ve hidrolik takozlara göre daha fazla titreşim yalıtımı sağlanabilir. 5

MR 8 delikli takozda diğer MR takoz tiplerine göre daha düşük titreşim geçirgenliği değerleri elde edilmiş ve bu takozun kullanılacağı sistemde daha iyi titreşim yalıtımı sağlanabileceği görülmüştür. Bu çalışmada MR takozlar için elde edilen karakteristik eğriler, bu takozların kullanılacağı sisteme uygun kontrolcü geliştirilmesi için kullanılabilirler. [15] Feyzi, T., Tikani, R., Esfahanian, M., Ziaei, R. S., Performance Analysis of Different Modified MR Engines Mounts, Journal of Solid Mechanics, 3 (2), 124-131, 2011. [16] Yu, Y., Naganathan, N. G., Dukkipati, R. V., A literature review of automotive vehicle engine mounting systems, Mechanism and Machine Theory, 36, 123-142, 2001. [17] Nguyen, Q. H., Choi S. B., Lee Y. S., Han M. S., Optimal design of high damping force engine mount featuring MR valve structure with both annular and radial flow paths, Smart Mater. Struct., 22 115024, 2013. V. Teşekkür Manyeto-reolojik motor takozu tasarımı ve karakteristiğinin belirlenmesi isimli çalışma, Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından 06/2011-45 kodlu Bilimsel Araştırma Projesi (BAP) ile desteklenmiştir. Ayrıca AR-GE tesislerinde deney imkanı sunan LASPAR A.Ş. e teşekkür ederiz. VI. Kaynakça [1] Korkmaz, İ., "Araçlarda motor askı sistemlerinin incelenmesi", Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 1-7, 18-26, 34-37 (2007). [2] Nguyen, T. M., "A Novel Semi-Active Magnetorheological Mount For Vibration Isolation", Doktora Tezi, The University of Toledo, Amerika Birleşik Devletleri, 1-10, 43-51, 91-92, 101 (2009). [3] Khajavi, M. N., Abdollahi, V., "Comparison between optimized passive vehicle suspension system and semi active fuzzy logic controlled suspension system regarding ride and handling", World Academy of Science, Engineering and Technology, 1, 57-61 (2007). [4] http://www.materiatech- carma.net/html/pdf/actesmiec08/albert_achen-lord- Magnetorheo.pdf (Erişim tarihi: 19 April 2014). [5] Ahn, Y. K., Yang, B., Ahmadian, M., Morishita, S., "A smallsized variable-damping mount using magnetorheological fluid", Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 16 (2) : 127-133 (2005). [6] Lee, H. S., Choi, S. B., "Control and response characteristics of a magnetorheological fluid damper for passenger vehicles", Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 11 (1) : 80-87 (2000). [7] Janocha, H., Jendritza, D. J., Adaptronics and Smart Structures: Basics, Materials, Design, and Applications, Springer, 198-200, 1997. [8] Choi, S. B., Nam, M. H., Lee, B. K., Vibration Control Of MR Seat Damper For Commercial Vehicles, Journal of Intelligent Materials System and Structures, 11 (12) : 936-944, 2000. [9] McManus, S. J., St. Clair, K. A., Boileau, P. E., Boutin, J., Evaluation of Vibration and Shock Attenuation Performance of a suspension Seat with a Semi-Active Magnetorheological Fluid Damper, Journal of Sound and Vibration, 253 (1) : 313-327, 2002. [10] Duan, Y. F., Ni, Y. Q., Ko, J. M., Cable Vibration Control using Magnetorheological Dampers, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 17, 321, 2006. [11] Carlson, J. D., Matthis, W., Toscano, J. R., Smart Prosthetics Based on Magnetorheological Fluids, Proceedings of SPIE, 4332, 308-316, 2001. [12] Avraam, M. T., "MR-fluid brake design and its application to a portable muscular rehabilitation device", Doktora Tezi, Universite libre de Bruxelles, Department of Mechanical Engineering and Robotics, Belçika, 7-8, 13, 19-20 (2009). [13] http://delphi.com/pdf/news/delphimagnetorheologicalenginemo unts070909.pdf (Erişim tarihi: 19 April 2014). [14] 6