Jant tasarımında nelere dikkat edilir? Jantın mekanik performansı nasıl tespit edilir?
Statik ve dinamik sistemler etkisindeki araç üzerindeki süspansiyon sistemi ve buna bağlı olarak tekerler sistemi komple araç üzerinde büyük öneme sahiptir. Özellikle stil, ağırlık, üretilebilirlik ve performans olmak üzere jant tasarımında bu dört ana unsur dikkate alınmaktadır. Tekerleklerin ve jantların normal sürüş veya sert sürüş karşısındaki mekanik performanslarının bulunması için özellikle üç metot uygulanmaktadır. Bunlar sırası ile dinamik darbe, radyal yorulma ve döner yorulma etkilerinin araştırılması olarak bilinmektedir. Dinamik darbe testleri ile minimum mekanik performans ihtiyaçları ve eksenel (veya yanal) kenarların çarpışma karakteristiği anlaşılabilmektedir.
Darbe etkisini daha iyi anlayabilmek için aşağıdaki tanımlamalara kısaca değinilebilir. Teknolojinin gelişmesiyle beraber birçok alanda meydana gelen değişimler insan yaşamına getirdikleri kolaylıkların yanı sıra daha önce hiç karşılaşılmamış birçok problemi de beraberlerinde getirmişlerdir. Bu problemlerinden biri de hareketli sistemlerin elemanlarında ani yük değişimlerinden kaynaklanan problemlerdir. İvmeli hareketten kaynaklanan atalet kuvvetlerinin eleman üzerinde yarattığı etkiler daha önceden tahmin edilmeyecek sonuçlar doğurabilir. Dinamik çarpışmaların sonucunda meydana gelen ani ivme düşüşleri, eleman üzerine etkiyen kuvvetlerin sürekli olarak değişmesi nedeniyle oluşan ani ivme değişimleri de aynı şekilde beklenmeyen sonuçlar doğurabilir. Bu ani ivme değişimlerinin yarattığı kuvvetlere dinamik kuvvetler adı verilir.
Sonuçta biz, elemanların ivmeli hareketlerinden kaynaklanan eylemsizlik kuvvetlerine, zamanla değişim gösteren etken kuvvetlere, sisteme çok kısa zaman aralıklarında tesir eden ani kuvvetlere ve çarpışmalardan doğan etkilere hep dinamik kuvvetler diyoruz. Dinamik kuvvetlerin statik kuvvetlerden en önemli farklılığı etkidikleri cisim üzerinde, yarattıkları gerilimlere ve şekil değişimlerine statik kuvvetler gibi kademeli olarak artarak değil, kendi koşullarının yarattığı karakterde bir etki göstermesidir. Bu nedenle dinamik gerilim ve şekil değişimi hesaplarında da başka prensipler uygulanır.
Jant modeli güçlü bir model oluşturma yazılımı olan CATIA’da oluşturulabilir. Pre-processing ve post-processing işlemi olarak non-lineer explicit sonlu elemanlar yöntemi olan DYTRAN programı kullanılabilir. Kısaca explicit yöntem non-lineer sonlu elemanlar yönteminde belli bir zaman noktasında adımlı denge denklemlerinin doğrusallaştırılmasında açık “explicit” zaman adımı yaklaşımı olarak tanımlanır.
Kaynak: Özgür Alpan, Alüminyum alaşımlı otomobil jantının dinamik darbe testinin modellenmesi, Bursa, Nisan 2007.
