Tasarım Önerisi 3 – İkinci Tasarım Üzerine Büyük Deliğin Eklenmesi

Güçlendirme plakası üzerinde oluşan yorulma kırılmasının önüne geçmek için düşünülen plakanın uzatılarak, 3 mm’ye kalınlaştırılması önerisinden; ana braket üzerinde bulunan büyük deliğin İngiltere’deki fabrikada kullanıldığı ortaya çıkınca vazgeçilmiştir. Üçüncü öneri olarak; ikinci öneride sunulan güçlendirme plakasının uzatılan tasarımı üzerine İngiltere fabrikasında kullanılan delikler eklenmiştir. Şekil 6.25’de; mevcut tasarım ve 3. öneri olarak öne sürülen tasarımın farklılıkları anlatılmaya çalışılmıştır.

Şekil 6.25 : Mevcut model ile üçüncü tasarım önerisi arasındaki farklar

Yukarıdaki 6.25 numaralı karşılaştırmalı şekillerde görüldüğü üzere; ikinci ve üçüncü öneri olarak sunulan tasarımlar arasında sadece Southampton fabrikasında kullanılan delik farkı bulunmaktadır. Bunun dışında herhangi bir tasarım veya malzeme özelliğinde farklılık bulunmamaktadır. Ayrıca Şekil 6.26’da görüldüğü üzere punta kaynakları düzeninde de bir farklılık yoktur.

Şekil 6.26 : Üçüncü tasarım önerisindeki punta kaynakları

Önceki analizlerde olduğu gibi, üç parçanın üst üste geldiği bölgelerde tek punta kaynağı yerine; punta kaynaklarının düzgün bir şekilde temsil edilmesi için iki adet punta kaynağı oluşturulmuştur. Örneğin; yukarıdaki Şekil 6.26’da gösterilmiş 4 ve 7 numaralı puntalar; travers braketi ve somunlu kafes ile travers braketi ve güçlendirici plaka arasında tanımlanmış olup, gerçek parçadaki tek punta kaynağını temsil etmektedir. Aynı şekilde 3/11, 1/9 ve 2/10 numaralı punta kaynak çiftleri için de durum aynıdır. Yüzeyler arasındaki temas durumunu temsil eden punta kaynakları dışında, ‘No Seperation’ temas tipi, travers braketi ile güçlendirici plaka ve travers braketi ile somunlu kafes parçaları arasında tanımlanmıştır.

Analiz modeli oluşturulması tamamlandıktan sonra analiz sonuçlarının alınmasına geçilmiştir. Şekil 6.27’de, 3 mm kalınlığa sahip güçlendirici plaka ile alınan gerilme ve birim uzama sonuçları gösterilmiştir. En yüksek Von-Mises gerilme değeri 347 MPa değerinde çıkmıştır ve somunlu kafes parçasında oluşmuştur. Önerilen bu yeni tasarım ile birlikte, hem güçlendirici plaka üzerinde oluşan yüksek gerilme değerleri ortadan kaldırılmış, hem de parçanın üretimdeki kullanımda herhangi bir değişikliğe gidilmesine gerek kalmamıştır.

Aşağıdaki 6.28 numaralı şekilde görüldüğü üzere; çatlak problemi görülen güçlendirici plakada mevcut durumun analizinde ortaya çıkan 543 MPa’lık gerilme değeri, üçüncü tasarım önerisi sayesinde güçlendirici plaka üzerinde en yüksek gerilme değeri 195 MPa olacak şekilde düşürülmüştür. Üstelik mevcut durumda geometrik süreksizliklere neden olan ve çentik etkisi yaratan delik de ortadan kaldırılmıştır. Güçlendirici plaka üzerindeki en yüksek gerilme; travers başının güçlendirici plakaya temas ettiği civata-somun bağlantısının olduğu bölgede ortaya çıkmıştır. Güçlendirici plaka üzerinde gerilmenin fazla olduğu diğer bir bölge ise silinen konumlama deliğinin karşılığı olan diğer konumlama deliğinin bulunduğu bölgedir. Bu bölgedeki en yüksek Von-Mises gerilmesi 185 MPa değerini bulmuştur. 3 mm kalınlığındaki plakanın üzerinde gerilmenin yüksek olarak gözlemlendiği üçüncü bölge ise silinmiş konumlama deliğinin bulunduğu bölgedir. Buradaki gerilme değeri ise 184 MPa civarındadır. Görüldüğü üzere; çatlak probleminin oluştuğu güçlendirici plaka üzerinde ortaya çıkan en yüksek gerilme değerleri hiçbir şekilde 360 MPa’lık mevcut malzemenin akma değerini geçmemektedir. Bu sayede üçüncü tasarım önerisinin çatlak problemini çözeceği öngörülebilmektedir.

Şekil 6.28 : Öneri üçteki güçlendirici plakası üzerinde oluşan en yüksek gerilmeler Statik gerilme analizi sonuçları ikinci ve üçüncü tasarım önerileri için karşılaştırıldığında oldukça benzerlik göstermektedir. Gerilme değerlerinin birine yakın olması yanında, yüksek gerilme değerlerinin ortaya çıktığı bölgeler de ortaktır. Bunun nedeni; iki öneri arasındaki tek farkın CAD modelleri arasında Southampton fabrikasında araçların oturtulduğu deliğin bulunması ve bulunmamasıdır.

Üçüncü tasarım önerisinde oluşan en yüksek Von-Mises gerilmesi önceden de söylendiği gibi somunlu kafes parçasında ortaya çıkmış ve silinmiş konumlama deliğinin bulunduğu bölgede Şekil 6.29’daki gibi görülmektedir. İkinci tasarım önerisinde de en yüksek gerilme değeri bu bölgede oluşmuştur. 347 MPa’lık bu değer, malzemenin 360 MPa’lık akma değerinden küçük olsa da akma değerine çok yakın olduğundan azaltılması önerilmektedir. Bunun için yeni bir çalışma ile çatlağın ortaya çıktığı konumlama deliği silindikten sonra herhangi bir kullanımı kalmayan somunlu kafes parçası üzerindeki konumlama boşluğu ortadan kaldırılmalı ve gerilme değerlerindeki iyileşme oranı analizlerin tekrarlanması ile görülmelidir.

Şekil 6.29 : Üçüncü tasarım önerisinde oluşan en yüksek gerilme

Şekil 6.30’da verilen üçüncü tasarım önerisi analiz sonuçlarında elde edilen en yüksek eş değer birim uzama değeri, ikinci tasarım önerisi analizlerinde elde edilen en yüksek birim uzama değerinin lokasyonu gibi somunlu kafes parçası üzerinde oluşmuştur. İkinci tasarım önerisinde 0,00154 değerine kadar düşen birim uzama değeri; üçüncü tasarım önerisinde 0,00168 değerine çıkmıştır.

Üçüncü tasarım önerisinin devreye alınması çalışmalarına gelindiğinde, tekrardan üretim bölümlerinden yapılacak bu mühendislik değişikliği için onay alınması gerekmiştir. Kocaeli fabrikası üretim birimlerinden ikinci tasarım önerisi için alınan onay gibi üçüncü tasarım önerisi için de herhangi bir sorunla karşılaşılmadan gerekli onay alınmıştır. Southampton fabrikasının onayı ise; aşağıdaki Şekil 6.31’deki resimde görüldüğü üzere araçların oturtulduğu kızaklarda modifikasyona gidilmesi şartıyla alınmıştır. Kızaklarda yapılması gereken bu modifikasyonun nedeni; güçlendirici plakadaki 1 mm’lik kalınlık artışının araçların kızaklara oturtulması sırasında zorluk çıkarabilme ihtimalidir.

Şekil 6.31 : Üçüncü önerinin İngiltere fabrikası açısından olumsuzluğu

Araçlar kızaklara; XY düzleminde üçüncü tasarım önerisinde eklenen delikten ve travers braketin ön kısmında bulunan YZ düzlemindeki deliklerden oturtulmaktadır. Plakadaki kalınlık artışı Z ekseni yönünde olduğu için XY düzlemindeki araç üzerindeki delik ile kızak üzerindeki pimin birbirini karşılaması açısından bir sorun yaşanmayacaktır, fakat travers braketinin önündeki YZ düzlemindeki delik-pim karşılaması sırasında sorun yaşanma olasılığı yüksek olduğundan değişiklik bu şekilde devreye alınamamıştır. Devreye giriş için travers braket üzerinde YZ düzlemindeki kızak piminin karşılığı delik merkezinden 1 mm aşağıya çekilmeli, ya da bu deliğin karşılığı kızak pimi 1 mm yukarıya çekilmelidir. Ancak bu sayede araçların kızaklara oturtulmasında bir sorun yaşanmayacaktır. Bu amaçla ana braketin imalatçısı YZ düzlemindeki deliğin 1 mm aşağıya çekilmesi konusunda

bilgilendirilmiştir. İmalatçının da bu deliği konumlama amaçlı kullandığı ve deliğin merkezinden yapacağı 1 mm’lik kaydırma işleminin üretiminde köklü değişiklikler yapması gerektirdiği ve bunun da yüksek maliyet oluşturması gibi nedenlerden parça üzerinde yapılacak modifikasyondan vazgeçilmiştir. Bu durumda ikinci alternatif olarak kızak pimlerinde 1 mm’lik yukarı yönde kaydırma işlemi gündeme alınmış, fakat bu modifikasyon da Southampton fabrikasında kullanılan 700 çift kızağın hepsinde değişiklik gerektirdiği ve bunun da maliyetinin tahmini olarak 140.000$ değerini bulması nedeniyle bu değişiklikten de vazgeçilmiştir. Bu durumda üçüncü tasarım önerisinin de bu şekli ile devreye alınamayacak olması kesinleşmiştir.

6.5Tasarım Önerisi 4 – Üçüncü Tasarımdaki Plaka Kalınlaştırılmasının İptali