Otomotiv aydınlatma gruplarında gövde ve reflektör arasında kullanılan yay bağlantısının farklı sonlu eleman teknikleriyle modellenmesi ve doğrulanması

Abstract

Otomotiv ön aydınlatma gruplarında, titreşimlere bağlı olarak meydana gelen salınım olayının genliğini en aza indirebilmek adına gövde ve yansıtıcı arasında sönümleme amacıyla yay elemanı kullanılmaktadır. Bu elemanın gövde üzerindeki kayma hareketi sonlu eleman analizlerinde doğrusal olmayan metotlarla çözülebilmektedir. Ancak komple bir ön aydınlatma grubu için doğrusal olmayan analizleri gerçekleştirmek hem süre hem de bilgisayar kapasitesi açısından oldukça maliyetlidir. Ayrıca doğrusal olmayan problemlerin çözümü esnasında karşılaşılan yakınsama problemleri çözüme ulaşmayı zorlaştırmaktadır. Bu durumun önüne geçebilmek adına, yay elemanı ile gövde yüzeyleri arasında meydana gelen kayma durumuna ait analizler gerçekleştirilmiş farklı eksenlerdeki tanjant direngenlikleri tespit edilmiştir. Böylelikle doğrusal olmayan metotlarla çözülebilen sürtünme olayı, farklı eksenlerde direngenlik tanımlanarak doğrusal metotlarla çözülmüştür. Tespit edilen tanjant direngenlikleri doğrusal modal analiz çözümlerinde yay bağlantısında kullanılmıştır. Sonuçlarda ulaşılan frekans değerleri incelenmiş ve doğrusal olmayan zamana bağlı şok analizinden elde edilen verilerin hızlı fourier dönüşümleriyle tespit edilen frekans değerleriyle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak doğrusal olmayan sürtünme durumu basitleştirilerek doğrusal hale getirilmiştir. Analizlerden elde edilen sonuçlar, daha sonra prototip ürün üzerinden yapılan testler ile karşılaştırılarak sonlu eleman modeli doğrulanmıştır.

In order to reduce the amplitude of the movements depending on the vibrations, a spring element is used for damping between the housing and the reflector in automotive front lighting groups. The sliding motion of this element on the housing can be solved with nonlinear methods in the finite element analysis with using nonlinear friction. However, performing nonlinear analyses for a complex headlamp is costly in terms of both time and computer capacity. Also, there will be convergence problems that making harder to reach solutions while running nonlinear simulations. To avoid this situation, analyses of the sliding condition between the spring element and the housing surfaces have been performed and tangent stiffnesses in different axes have been determined. The detected tangent stiffnesses were used in bushing element in linear modal analysis solutions and the results were examined. Than fast fourier transform has been applied on nonlinear transient simulation displacement results. Finally, all frequency results have been compared. The results obtained from the analyses were then compared with the tests made on the prototype product to verify the finite element model.