Test ve DoÄrulama AÅaması - Hexagon Studio
Test ve DoÄrulama AÅaması - Hexagon Studio
Test ve DoÄrulama AÅaması - Hexagon Studio
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
TİCARİ ARAÇ GELİŞTİRME PROJESİ KAPSAMINDA<br />
DİNAMİK MODELİN TESTLER İLE DOĞRULANMASI<br />
Baki Orçun ORGÜL, Mustafa Latif KOYUNCU, Sertaç<br />
DİLEROĞLU, Harun GÖKÇE<br />
<strong>Hexagon</strong> <strong>Studio</strong><br />
Araç Mühendisliği Bölümü<br />
OTEKON 2010<br />
5. Otomotiv Teknolojileri Kongresi<br />
07 – 08 Haziran 2010, BURSA
Giriş<br />
Ticari araç geliştirme projesi kapsamında mevcut bir ticari aracın yük taşıma kapasitesinin arttırılması<br />
doğrultusunda aşağıdaki çalışmalar gerçekleştirilmiştir:<br />
• ADAMS/CAR modelinin oluşturulması,<br />
• Modelin doğrulanması amacıyla gerekli testlerin kurgulanması,<br />
• <strong>Test</strong>lerin gerçekleştirilmesi,<br />
• İlgili simülasyonların koşturulması <strong>ve</strong> sonuçların test sonuçlarıyla kıyaslanması,<br />
• <strong>Test</strong>ler kapsamında ölçülen büyüklükler referans alınarak ADAMS/CAR modelinin güncellenmesi,<br />
• Ağırlık artışına paralel olarak doğrulanan ADAMS/CAR modeli ile yay <strong>ve</strong> gövde iyileştirme<br />
çalışmalarının gerçekleştirilmesi, ilgili parça/sistem değişikliklerinin belirlenmesi.<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
ADAMS/CAR Modelinin Oluşturulması<br />
Aracın katı modeli, yay – amortisör <strong>ve</strong> diğer elastik eleman özellikleri, ön – arka ağırlık dağılımları temel<br />
alınarak ADAMS/CAR modeli oluşturulmuştur.<br />
Ön süspansiyon<br />
Fö s<br />
ol<br />
L<br />
T<br />
Fa s<br />
ol<br />
Ağırlık merkezi hesabı<br />
F KA<br />
Yay sabitinin belirlenmesi<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
ADAMS/CAR Modelinin Oluşturulması<br />
Aracın katı modeli, yay – amortisör <strong>ve</strong> diğer elastik eleman özellikleri, ön – arka ağırlık dağılımları temel<br />
alınarak ADAMS/CAR modeli oluşturulmuştur.<br />
Araç ADAMS/CAR modeli - Boş<br />
Araç ADAMS/CAR modeli - Dolu<br />
Arka süspansiyon<br />
Ön süspansiyon<br />
Ön süspansiyon <strong>ve</strong> direksiyon sistemi<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
<strong>Test</strong> <strong>ve</strong> Doğrulama Aşaması<br />
Direksiyon simidi açısının ölçümü<br />
Direksiyon (steer angle) açısının<br />
kalibrasyonu<br />
Direksiyon açısının ölçümü<br />
Ön süspansiyon<br />
deplasmanlarının<br />
ölçümü<br />
Arka süspansiyon<br />
deplasmanlarının<br />
ölçümü<br />
İvme <strong>ve</strong> açısal hareketlerin ölçümü<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
<strong>Test</strong> <strong>ve</strong> Doğrulama Aşaması<br />
Veri toplayıcı<br />
Algılayıcı Adı Marka / Model Bağlantı Kanalı Alg. Seri Numarası<br />
Arka sağ ivme ölçer Entran HLSS / 2 / 8 Z02843<br />
Arka sol ivme ölçer Entran HLSS / 2 / 7 Z02841<br />
Ön sağ ivme ölçer Entran HLSS / 2 / 9 N02064<br />
Ön sol ivme ölçer Entran HLSS / 2 / 10 N02099<br />
Ön sağ ivme ölçer Dytran HLSS / 2 / 12 4034<br />
Ön sol ivme ölçer Dytran HLSS / 2 / 11 4037<br />
Arka sağ ivme ölçer Dytran HLSS / 2 / 13 4038<br />
Arka sol ivme ölçer Dytran HLSS / 2 / 14 4035<br />
Ön direksiyon alg. Waycon HLSS / 2 / 1 061705<br />
Arka direksiyon alg. Waycon HLSS / 2 / 2 061701<br />
Ön sol süspansiyon Penny & Giles HLSS / 2 / 3 KX69904<br />
Ön sağ süspansiyon Penny & Giles HLSS / 1 / 3 KP42650<br />
Arka sol süspansiyon Penny & Giles HLSS / 2 / 5 KX69904<br />
Arka sağ süspansiyon Penny & Giles HLSS / 2 / 6 KX69904<br />
Direksiyon sim. alg. Penny & Giles HLSS / 2 / 15 KX69904<br />
Gövde ivme ölçer (x) Crossbow HLSS / 2 / 16 -<br />
Gövde ivme ölçer (y) Crossbow HLSS / 1 / 1 -<br />
Gövde ivme ölçer (z) Crossbow HLSS / 1 / 2 -<br />
GPS - Serial bus -<br />
Kullanılan test ekipmanları<br />
Yolcu ağırlığını simüle eden yükler<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
<strong>Test</strong> <strong>ve</strong> Doğrulama Aşaması<br />
Tamamlanan enstrümantasyon <strong>ve</strong> kalibrasyon çalışmalarını takiben, Adams/Car modelinin doğrulanması<br />
amacıyla gerekli test çalışmalarına geçilmiştir. Modelin doğrulanması için, 3 farklı tip testin<br />
gerçekleştirilmesine karar <strong>ve</strong>rilmiştir:<br />
1. Paralel tekerlek gezinmesi<br />
2. Sabit yarıçap ile dönüş<br />
3. Değişken direksiyon (sinüs) girdisi<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
<strong>Test</strong> <strong>ve</strong> Doğrulama Aşaması<br />
Paralel Tekerlek Gezinmesi<br />
a<br />
b<br />
Boş / Ar. Tek. Mer. – Yer Tek. Mer. – Dav.<br />
Sol<br />
(b)<br />
(a)<br />
Ağırlık (kg) Dep. Öl.<br />
1 360 500 0 2<br />
2 355 480 60<br />
3 353 448 165<br />
4 350 435 312<br />
5 345 420 412<br />
6 343 405 560<br />
7* 335 376 858 57,2<br />
Arka aks yay <strong>ve</strong> lastik katılık hesabı<br />
Arka aks deplasman ölçümü<br />
Sol Ar. Alg. Dep.<br />
(mm)<br />
Akson Açısı (°)<br />
Sağ Ar. Alg. Dep.<br />
(mm)<br />
Akson Açısı (°)<br />
1 6,398 5,8 11,123<br />
9,5 6,239 18,3 11,33<br />
18 5,946 265 8,88<br />
27,6 5,637 31,4 9,246<br />
36,3 4,568 41,7 8,77<br />
42,4 4,724 44,9 8,241<br />
57,4 4,901 57,5 6,553<br />
Arka aks deplasman ölçümü<br />
Arka lastik katılık grafiği<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
<strong>Test</strong> <strong>ve</strong> Doğrulama Aşaması<br />
Sabit Yarıçap ile Dönüş<br />
Sabit yarıçap ile dönüş testi gerçekleştirebilmek için gerekli en büyük yarıçapa sahip düz, eğimsiz <strong>ve</strong> engebesiz bir<br />
alan kullanılmıştır. <strong>Test</strong>, hem boş hem de dolu araçlar için sağa <strong>ve</strong> sola dönüş durumlarında, 5 km/h hız ile 50 km/h<br />
hızdeğerleri arasında, 5 km/h değerinde hız artışları göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir.<br />
<strong>Test</strong><br />
#<br />
Dönüş<br />
Yönü<br />
Hedef Hız<br />
(km/h)<br />
GPS Hızı<br />
(m/s)<br />
Gyro Hızı<br />
(m/s)<br />
Hesaplanan<br />
Yanal İvme<br />
(m/s²)<br />
Ölçülen Yanal<br />
İvme (m/s²)<br />
Dönme (Yaw)<br />
Hızı (deg/s)<br />
Yalpalama<br />
Açısı (deg)<br />
Ön Sol<br />
(mm)<br />
Ön Sağ<br />
(mm)<br />
Arka Sol<br />
(mm)<br />
Arka Sağ<br />
(mm)<br />
Direksiyon<br />
Simidi (deg)<br />
Tekerlek<br />
(deg)<br />
Ön Yalpalama<br />
Açısı (deg)<br />
10 sol 50 - 11,97 4,78 -5,05 -22,75 4 49 -41,2 -38,55 23,47 -243 -7,66 -3,181991936<br />
9 sol 45 - 11,12 4,12 -5,16 -24,27 4,08 47,7 -42,3 -42 24,36 -256 -8,144 -3,174929284<br />
8 sol 40 - 11,28 4,24 -4,75 -22,74 3,736 43 -39,4 -37,35 24,58 -258 -8,14 -2,906583268<br />
7 sol 35 - 10,4 3,61 -3,67 -19,07 3,05 34,2 -31,9 -29,47 19,12 -219 -7,07 -2,331259206<br />
6 sol 30 - 9,83 3,22 -3,46 -18,65 2,68 31,8 -32,8 -27,53 16,99 -224 -7,41 -2,278327972<br />
5 sol 25 - 9,74 3,16 -3,11 -18,17 2,553 30,4 -29,6 -25,49 15,4 -225 -7,44 -2,116017459<br />
4 sol 20 - 9,76 3,18 -3,2 -18,18 2,826 27,2 -27,4 -25,25 17,07 -216 -7,08 -1,92550061<br />
3 sol 15 - 6,88 1,58 -1,83 -12,94 1,82 10,57 9,7 - - - - -0,03067528<br />
2 sol 10 - 5,38 0,96 -1,14 -10,48 0,97 10,82 -11,4 -9,3 6,03 -204 -7,06 -0,783478091<br />
1 sol 5 - 4,22 0,59 -0,49 -7,39 - 3,89 -3,8 -3,7 1,43 -198 -6,98 -0,27114227<br />
1 sağ 5 3,76 3,85 0,49 0,05 7,7 - -3,1 2,49 4,28 -2,1 188,6 7,244 0,19709787<br />
2 sağ 10 4,99 4,57 0,70 0,93 9,26 -0,87 -7,4 7,69 7,3 -4,057 195 7,21 0,53206507<br />
3 sağ 15 6,22 5,4 0,97 1,53 12,27 -1,48 -12,04 12,56 11 -7,74 244,4 9,1 0,867403088<br />
4 sağ 20 7,77 - 0,00 2,35 16,24 -1,85 -18 20,15 16,77 -12,49 224 8,06 1,345252204<br />
5 sağ 25 8,85 8,56 2,44 3,26 18,9 -2,78 -26,26 30,08 22,74 -17,63 236 8,12 1,986886945<br />
6 sağ 30 9,26 9,4 2,95 4,25 21,65 -3,28 -26,97 30,08 22,46 -17,15 236 8 2,011936044<br />
7 sağ 35 10,55 10,4 3,61 4,07 21,14 -3,57 -31,92 40,83 28,77 -22,3 248 8,38 2,56594561<br />
8 sağ 40 11,21 10,48 3,66 4,46 22,63 -3,76 -36,13 43 29,88 -24,98 239,8 8,2 2,791143841<br />
9 sağ 45 10,39 10,3 3,54 4,51 22,35 -4 -35,35 44,32 30,31 -23,68 244,4 7,97 2,810206439<br />
10 sağ 50 - - 0,00 - - - - - - - - - -<br />
11 sağ 50 13,38 13,17 5,78 5,9 24,6 -5,1 -42,18 62,11 38,54 -33,3 264 8,16 3,679683962<br />
Sabit yarıçapta dönüş testi sonuçları<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
<strong>Test</strong> <strong>ve</strong> Doğrulama Aşaması<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
<strong>Test</strong> <strong>ve</strong> Doğrulama Aşaması<br />
Değişken Direksiyon Girdisi<br />
Düz<strong>ve</strong>uzunbiryolda,sabithız ile ilerleme esnasında ani direksiyon girdileri uygulanmıştır(1s<strong>ve</strong>90°<br />
gibi). <strong>Test</strong>, 20 km/h – 30 km/h – 40 km/h – 50 km/h hız değerleri için tekrarlanmış, düzgün yarıçap ile dönüş<br />
testinde olduğu gibi gerekli durumlarda vites değiştirilmiştir.<br />
Yanal İvme (m/s2)<br />
1<br />
0<br />
-1<br />
-2<br />
Yanal İvme - Zaman<br />
0 2000 4000 6000 8000 10000<br />
Zaman (s)<br />
Yalpalama açısı (deg)<br />
2<br />
0<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
-8<br />
Gövde yalpalama açısı - Zaman<br />
0 2000 4000 6000 8000 10000<br />
Zaman (s)<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
ADAMS/CAR Modelinin Güncellenmesi<br />
Dir. Sim. Açısı (°) Ön Alg. Arka Alg. Tekerlek Açısı (°) Çevrim Oranı<br />
-630 9,9456 9,388 - -<br />
-540 - 9,3804 - -<br />
-360 8,0346 8,0259 -15 24<br />
-180 - 6,652 -7,5 24<br />
0 5,266 5,2863 0 27<br />
180 - 4,0163 6 30<br />
360 2,413 2,7258 12,3 29,3<br />
540 - 1,5454 - -<br />
675 0,746 0,753 - -<br />
Direksiyon açısı kalibrasyonu <strong>ve</strong> çevrim oranının belirlenmesi<br />
Direksiyon simidi açısı – tekerlek dönüş açısı arası ilişkisi<br />
temel alınarak doğrusal olmayan direksiyon çevrim<br />
oranının hesaplanması<br />
Süspansiyon katılık değerleri<br />
Arka yay katılık değerleri<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
Simülasyon Aşaması <strong>ve</strong> Sonuçların Kıyaslanması<br />
Yanal ivme <strong>ve</strong> direksiyon açısı değişim değerlerinin<br />
kıyaslanması<br />
Yanal ivme <strong>ve</strong> tekerlek açısı değişim değerlerinin<br />
kıyaslanması<br />
Yanal ivme <strong>ve</strong> yalpalama açısı değişim değerlerinin<br />
kıyaslanması<br />
Ön aks katılık değeri, test ile simülasyon sonuçlarının<br />
kıyaslanması<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
Simülasyon Aşaması <strong>ve</strong> Sonuçların Kıyaslanması<br />
Paralel tekerlek gezinmesi, toe açısı – dikey tekerlek<br />
deplasmanı<br />
Sabit yarıçap ile dönüş analizi, yalpalama açısı –yanal<br />
ivme değişimi<br />
Sabit yarıçap ile dönüş, Ön tekerlek dikey deplasmanı<br />
– yanal ivme değişimi<br />
Sabit yarıçap ile dönüş analizi, Yalpalama açısı –yanal<br />
ivme değişimi<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
Analiz Aşaması<br />
Yay Katsayısının Hesaplanması<br />
• Taşıt çökme değerlerinin optimizasyonu,<br />
2850 kg 4250 kg 5550 kg<br />
• Ön – arka aks doğal frekans değerleri optimizasyonu,<br />
Mevcut<br />
yaylar<br />
Ser.<br />
yaylar<br />
Mevcut<br />
yaylar<br />
Ser.<br />
yaylar<br />
Mevcut<br />
yaylar<br />
Ser.<br />
yaylar<br />
• Viraj kabiliyetinin optimizasyonu,<br />
Ön Süs. 1,25 1,9 1,3 1,44 1,40 1,55<br />
Ar. Süs. 1,6 1,78 1,5 1,59 1,70 1,89<br />
Ön Sol 11,3 11,59 12,1 12,31 11,90 12,44<br />
Ön Sağ 13,11 13,30 13,5 14,31 15,74 15,84<br />
Ağırlık (kg)<br />
Ön/Arka Yay<br />
Katsayıları<br />
Dönüş<br />
Yönü<br />
Maksimum Yanal<br />
İvme (g)<br />
Kayıp (0,25 g<br />
üzerinden)<br />
Arka Sol 13,60 13,40 16,6 14,90 13,76 14,62<br />
Arka Sağ 15,40 15,25 17,1 17,60 22,65 20,97<br />
2850 Mevcut Sol 0,7 -<br />
2850 Mevcut Sağ 0,7 -<br />
2850 %18 Sert. Sol 0,7 -<br />
2850 %18 Sert. Sağ 0,7 -<br />
4250 Mevcut Sol 0,5 %9,5 azalma<br />
4250 Mevcut Sağ 0,4 %20azalma<br />
4250 %18 Sert. Sol 0,7 -<br />
4250 %18 Sert. Sağ 0,7 -<br />
5550 Mevcut Sol 0,4 %35 azalma<br />
5550 Mevcut Sağ 0,45 %20azalma<br />
5550 %18 Sert. Sol 0,3 %18 azalma<br />
5550 %18 Sert. Sağ 0,35 %12 azalma<br />
Taşıt viraj durumu tablosu<br />
Doğal frekans tablosu (Hz)<br />
Mevcut<br />
yaylar<br />
2850 kg 4250 kg 5550 kg<br />
Ser.<br />
yaylar<br />
Mevcut<br />
yaylar<br />
Ser.<br />
yaylar<br />
Mevcut<br />
yaylar<br />
Ser.<br />
yaylar<br />
Ar. Sol T-D 396 401 323 344 321 332<br />
Ar. Sağ T-D 397 405 345 361 319 333<br />
Ön Sol T-D 409 389 373 363 367 353<br />
Ön Sağ T-D 410 392 399 388 355 356<br />
Çökme değerleri tablosu (mm)<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
Analiz Aşaması<br />
Aks Yüklerinin Hesaplanması<br />
Gövde Yüklerinin Hesaplanması<br />
30<br />
31<br />
32<br />
33<br />
Aks bağlantı bölgeleri<br />
Gövde / süspansiyon bağlantı bölgeleri<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
Analiz Aşaması<br />
Rotil Kuv<strong>ve</strong>tlerinin Hesaplanması<br />
Alt salıncak / akson bağlantı rotili kuv<strong>ve</strong>t değişim eğrisi<br />
Rotil bağlantı detayları<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
Analiz Aşaması<br />
Rotil Kuv<strong>ve</strong>tlerinin Hesaplanması<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
Sonuç<br />
‣ Yapılan çalışmalar sonucunda testler ile doğrulanan dinamik model, taşıt<br />
geliştirme sürecinde gü<strong>ve</strong>nilir olarak kullanılabilir hale gelmiştir.<br />
‣ Doğrulanan dinamik model ile gövde <strong>ve</strong> şasi yükleri hesaplanmış <strong>ve</strong> bu yükler ile<br />
gövde <strong>ve</strong> şasi parçalarının statik <strong>ve</strong> dinamik muka<strong>ve</strong>met analizleri<br />
gerçekleştirilmiştir.<br />
‣ Taşıtın dinamik karakteristiği incelenmiş, konfor <strong>ve</strong> yol tutuş kriterleri göz<br />
önünde bulundurularak yay <strong>ve</strong> sönüm elemanlarının optimizasyonu<br />
gerçekleştirilmiştir.<br />
OTEKON - 2010<br />
ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ
Teşekkürler<br />
www.hexagonstudio.com.tr
Change language