By | 1 Eylül 2018

Otomotiv mühendisliğinde oldukça öneme sahip olan ve aracın dinamiğini inceleyen taşıt dinamiği dersinde öğretilen taşıt modellerini el almak istedim. Taşıt modellerinden en basit olanı kütle-yay-damper sistemidir. Çeyrek taşıt modeline ait modelde her tekerleğe eşit miktarda kuvvet etkimekte ve tekerleğin yaylanma ve sönüm katsayıları da dikkate alınır. Sisteme dışarıdan etki eden ve rastgele kuvvetler oluşturan zemindeki çukurlukları temsil etmesi açısından rastgele sinyaller oluşturacak bir F(t) fonksiyonu uygulanmıştır.

Bu sistemi modellemelerken takip edilecek yol aynıdır. Bu yol önceki yazımda ele aldığım kütle-yay-damper sisteminde ayrıntılı olarak verilmiştir.

Burada M1 kütlesi tekerlek kütlesidir. K1 ve B1 tekerleğe ait yaylanma ve sönümleme katsayısıdır. M2 kütlesi ise araç kütlesinin dörtte bir olarak alınır. K2 ve B2 süspansiyon sistemine ait yaylanma ve sönümle katsayılarıdır. Süspansiyon sisteminin her iki katsayısı kauçuk lastikten büyüktür.

Sisteme ait ağaç aşağıda verilmiştir.

Sistemdeki kol sayısı (B)=7

Sistemdeki düğüm sayısı (N)=3

Sistemdeki gerilim kaynağı (SA)=0

Sistemdeki akım kaynağı sayısı (ST)=1                S=SA+ST

 

Model çözdürülürken uygulanan sinyaller rastgele seçilmiş ve sisteme giriş yapmadan önce kuvvetlendirilmiştir. Bu kuvvetlendirme çarpanı 100 olarak seçilmiştir.

Bu model çözdürülür ise şu V1 ve V2 hızlarının değişimi aşağıdaki gibi olacaktır.

 

M2 kütlesine ait hız değişimi olup maksimum hız değeri 8 m/s civarındadır. Ayrıca dikkatli bakılırsa bu grafiğin alt kısımlarında oldukça fazla sayıda gürültü meydana gelmiştir.

 

 

M1 kütlesine ait hız değişimi olup maksimum hız değeri 1.4 m/s civarındadır. Grafiğin alt kısımlarında görülen gürültüler M1 kütlesine iletilmemiş yani sönümlenmiştir sistem tarafından. Bu modelde kuvvet girdisi M2 kütlesine verilmiştir. Gerçekte ise M1 kütlesine etki etmekte ve M2 kütlesine bu gürültüler iletilmemesi veya minimum seviyede iletilmesi istenir. Eğer kuvvet girdisini yol düzleminden verirsek M1 ve M2 kütlelerinin hızlarının değişimi zıt olur.

Gürültü miktarı düştükçe sistemin konforu artar.  Araçlarda kullanılan süspansiyon siteminin de amacı tam olarak budur.

Sizde bu modeli kurduktan sonra değişik tip sinyallerin ne gibi sistemde cevap oluşturacağını deneyebilirsiniz.

İbrahim Taş
Uludağ Üniversitesi
Otomotiv Mühendisliği ve Makine Mühendisliği Öğrencisi

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir