Şehir içi elektrikli otobüsün anti-roll barının yapısal analizi

Abstract

Araçlarda, sürüş güvenliği, yol tutuşu ve konfor açısından kritik öneme sahip olan süspansiyon sistemi temel olarak; yay, amortisör, bağlantı elemanları ve anti-roll bar gibi parçalardan oluşan ve taşıt dinamiğini doğrudan etkileyen mekanik sistemdir. Bu çalışmada anti-roll barın çap ve malzeme optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Anti-roll barlar araç dinamiği açısından kritik görev üstlenir, viraj alma sırasında gövde yalpa açısını sınırlayarak taşıt stabilitesini artırır. Çalışma kapsamında yapılan analizlerde, anti-roll bar üzerinde 1 m/s² yanal ivmeye karşılık gelen burulma yükü uygulanmış ve sonlu elemanlar yöntemi (FEA) ile maksimum yer değiştirme, gerilme dağılımı ve tepki kuvvetleri hesaplanmıştır. Burulma rijitliği, çubuk uçlarındaki moment ve dönme açısı dikkate alınarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, minimum kütle ile hedef rijitlik değerini sağlayan konfigürasyonlar değerlendirilmiş ve optimum çap ve malzeme önerisi sunulmuştur. Ayrıca, analiz sonuçlarının doğrulanması amacıyla literatürde yer alan çalışmalarla karşılaştırmalar yapılmıştır.

The suspension system, which plays a critical role in driving safety, road handling, and comfort in vehicles, is a mechanical system that primarily consists of components such as springs, shock absorbers, linkage elements, and anti-roll bars, directly affecting vehicle dynamics. In this study, the diameter and material optimization of an anti-roll bar has been carried out. Anti-roll bars play a crucial role in vehicle dynamics by limiting body roll angles during cornering and enhancing vehicle stability. In the scope of this study, a torsional load corresponding to a lateral acceleration of 1 m/s² was applied to the anti-roll bar, and finite element analysis (FEA) was used to calculate the maximum displacement, stress distribution, and reaction forces. Torsional stiffness was determined by considering the moment and angular displacement at the bar ends. Based on the results, configurations that provide the target stiffness with minimum mass were evaluated, and optimal diameter and material suggestions were presented. Additionally, the analysis results were compared with studies in the literature for validation purposes.