Beyaz eşya sektöründe uygulanan düşürme testlerinin bilgisayarda simülasyonu

Abstract

Beyaz eşyaların taşınması sırasında düşürülmesi sık karşılaşılan durumlardır.Bu gibi durumlarda olası hasarı önlemek için beyaz eşyalar köpük koruyucularla(muhafazalarla) sarılarak taşınmaktadırlar. Muhafazaların yeterli performansıgösterip göstermediğini veya beyaz eşyanın hasara uğrayıp uğramadığını anlamakiçin gerçek düşürme testleri yapılmaktadır. Çeşitli düşürme senaryoları için gerçektestlerin yapılması, çoğu zaman maliyet ve zaman kaybına neden olmaktadır.Bu tez beyaz eşya sektöründe yapılmakta olan paketleme tasarımı ve düşürmetestlerinin bilgisayarda simülasyonunu içermektedir. Çalışmanın amacı daha düşükmaliyette olan bilgisayar simülasyonlarının test ve prototiplerin yerini alabileceğiniveya sayısını belirli oranda azaltabileceğini göstermektir. Bilgisayarda simülasyonyöntemi olarak, matris sistemine dayanan sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır.Sonlu elemanlar yöntemi optimizasyon yöntemi ile birlikte daha sonra beyazeşya koruyucusunun (köpük koruyucu) tasarımında kullanılmıştır. En iyi (optimum)tasarım için, bir sanal tasarım modülü olan ANSYS Design Optimization modülükullanılmıştır. ANSYS sanal tasarım modülü istenen özellikteki tasarım elde edilenekadar, sonlu elemanlar analizi ile optimizasyon metodunu konuşturarak, sanalortamda çeşitli prototipler tasarlamakta ve denemektedir.Köpük koruyucusunun tasarımı, ağırlığını azaltacak şekilde yapılmıştır.Ağırlığı azaltmak için köpük koruyucunun geometrik boyutları ile oynanmıştır.Geometrik boyutlar optimizasyonda tasarım parametreleri olarak seçilmiştir.Optimizasyon sonunda köpük koruyucunun ağırlığında ilk (referans) tasarıma göre %11.5 luk bir azalma sağlanmıştır.Drops of white goods or appliances during their transportation are oftenencountered. These machines are often covered with protective materials such asfoam materials in order to prevent any damage. In real environment, drop tests areoften conducted to see the performance of the protective material and any damage orfailure with the white good. When many drop scenarios are considered, drop testscan be expensive and time consuming.In this thesis, drop tests are simulated in computer environment. With thisthesis, it is aimed that real drop tests can be replaced with computer simulations.Finite Element Method, which is based on matrix theory, is used to carry outsimulations.Finite Element Method along with optimization method is used in designoptimization of protective foam shape. For design optimization, ANSYS DesignOptimization module has been used. ANSYS Design Optimization module couplesFinite Element Method with an optimization program. This module cretaes severalprototype designs and tests them until optimum design has been obtained.Optimization of protective foam shape is performed to minimize the volumeand thereby the weight. Dimensions of the foam geometry are chosen as designparameters (shape parameters). Upon optimization, weight of the protective foam hasbeen reduced by 11.5% compared to the baseline design.