Publication: Optimization of vehicle body using finite element method
Abstract
SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ KULLANILARAK ARAÇ GÖVDESİ OPTİMİZASYONU Tez araç gövdesinde malzeme tipi, malzeme çeşitliliği ve kullanılan parçaların et kalınlığının araç gövdesine olan etkilerini açıklama amacı sürmektedir. Optimize araç gövdesinin saptanması için ve gerekli açıklamaların yapılması için, üç adet malzeme seçilmiştir. Bu üç malzemenin her biri aynı analize ve optimizasyon prosedürüne tabi tutulmuştur. Optimizasyon sonucunda belirli sınır koşullar içeresinde kalarak minimum araç gövde ağırlığı elde edilmesi amaçlanmaktadır. Optimizasyon metodu olarak “Direkt Optimizasyon” kullanılmıştır. Optimizasyon sürecinde von-Misses Gerilmesi optimizasyonun ana sınır koşullarını oluşturmaktadır. Öte yandan parçalarda deformasyon değerleri de kayma ve eğilme dayanıklılıklarını hesaplamada kullanılmıştır. Gerilme, kayma ve eğilme dayanımlarının sınır değerleri belirlemede daha önce yapılmış tez, makaleler, standart çalışmalar ve mühendislik becerileri kullanılmıştır. Analiz ve optimizasyon sistemi kurulurken standartlar ve yazılmış olan makale ve tezler yol gösterici olarak kullanılmıştır. Üç malzemenin optimizasyon sonuçları hesaplandıktan sonra, aralarında optimizasyon olabilirliği en fazla olan iki malzeme seçilmiştir. Bu seçilen malzemeler çoklu malzeme kullanılarak tasarlanacak olan araç gövdesinde kullanılmıştır. Çoklu malzemeli gövde tasarlanırken, aracın ilk seviye analizlerini daha kötü seviyeye getirmeden parçalar en iyi ve en iyi ikinci optimize malzeme kullanılarak tasarlanmıştır. Çoklu malzeme kullanılarak tasarlanan araç gövdesi de elde edildikten sonra, tezin sonunda dört farklı araç gövde tasarlanmıştır. Tezin sonuç kısmında her bir araç gövdesinin avantaj ve dezavantajları detayları ile ele alınmıştır.
OPTIMIZATION OF VEHICLE BODY USING FINITE ELEMENT METHOD The aim of the thesis is to explain the effects of material type, material diversity and the wall thickness of the components used on the vehicle body. In order to determine the optimized vehicle body and make the necessary explanations, three different materials are selected. Each of these three materials were subjected to the same analysis and optimization calculations. The main aim of the optimization calculations is to obtain minimized vehicle body weight. Direct optimization is used as an optimization method. Von Misses Stress constitutes the main boundary conditions of the optimization in optimization calculations. On the other hand, deformation values of the vehicle were also used to calculate the bending and torsional stiffness of the vehicle. Literature review and standards studies and engineering knowledge are were used to determine the limit values for stress and deformation boundaries. While establishing the analysis and optimization system, standards are literature were used as a guide. These selected materials were used in the vehicle body, which will be designed using multiple materials. While the multi-material-based vehicle body was designed, the parts were designed using the best and the second-best optimized material without worsening the first level analysis of the vehicle. After obtaining the vehicle body designed using multiple materials, four different vehicle bodies were designed at the end of the thesis. In the conclusion part of the thesis, the advantages and disadvantages of each vehicle body are discussed in detail.
OPTIMIZATION OF VEHICLE BODY USING FINITE ELEMENT METHOD The aim of the thesis is to explain the effects of material type, material diversity and the wall thickness of the components used on the vehicle body. In order to determine the optimized vehicle body and make the necessary explanations, three different materials are selected. Each of these three materials were subjected to the same analysis and optimization calculations. The main aim of the optimization calculations is to obtain minimized vehicle body weight. Direct optimization is used as an optimization method. Von Misses Stress constitutes the main boundary conditions of the optimization in optimization calculations. On the other hand, deformation values of the vehicle were also used to calculate the bending and torsional stiffness of the vehicle. Literature review and standards studies and engineering knowledge are were used to determine the limit values for stress and deformation boundaries. While establishing the analysis and optimization system, standards are literature were used as a guide. These selected materials were used in the vehicle body, which will be designed using multiple materials. While the multi-material-based vehicle body was designed, the parts were designed using the best and the second-best optimized material without worsening the first level analysis of the vehicle. After obtaining the vehicle body designed using multiple materials, four different vehicle bodies were designed at the end of the thesis. In the conclusion part of the thesis, the advantages and disadvantages of each vehicle body are discussed in detail.