KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2026 / Cilt: 41 Sayı: 2

Tabakalı yaprak yay sistemlerinde tabaka sayısı ve uzunluğun burulma davranışına etkisinin incelenmesi

Investigation of the effect of number and length of layers on the torsional behavior of layered leaf spring systems

Onur Özener(Philips Medical Systems)0000-0001-8348-4343
Tunç Apatay(GAZİ ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-6870-1354
Sayfa
1429–1440
Yayın Tarihi
2026-07-20
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Deneysel, sayısal ve analitik yaklaşımlarla elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Tabakalı yaprak yaylar çoğu mühendislik uygulamasında eğilme momenti altında çalışırken burulma yüküne maruz kaldıkları uygulamalar da bulunmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Burulma etkisi altındaki davranışlarını etkileyen faktörler arasında ise tabakalar arası sürtünme kayıpları, yayların kesit geometrileri, tabaka sayıları ve sabitlenme şekilleri bulunmaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Deneysel, sayısal ve analitik yaklaşımlarla elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Burulma test düzeneği · yaprak yay sistemleri · gerilme analizi

Özet

Tabakalı yaprak yaylar çoğu mühendislik uygulamasında eğilme momenti altında çalışırken burulma yüküne maruz kaldıkları uygulamalar da bulunmaktadır. Burulma etkisi altındaki davranışlarını etkileyen faktörler arasında ise tabakalar arası sürtünme kayıpları, yayların kesit geometrileri, tabaka sayıları ve sabitlenme şekilleri bulunmaktadır. Bu çalışmada farklı tabaka sayılarında ve boylarında AISI 1065 ve AISI 1080 çeliklerinden oluşan yaprak yay sistemlerinin burulma davranışları deneysel, sayısal ve analitik yaklaşımlarla incelenmiştir. Deneysel çalışma amacıyla farklı boylarda ve farklı tabaka sayılarındaki yay sistemleri için ayarlanabilir 1000 N.m kapasiteli bir burulma test cihazı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Sayısal analiz ile elde edilen sonuçlar deneysel olarak kullanılacak yay uzunluklarını belirlemekte kullanılmış ve tasarlanan deney setinde 0-90° burulma açısı için farklı boy ve tabaka sayısına sahip yay sistemlerinde gerekli burulma momenti değerlerinin değişimi incelenmiştir. Deneysel, sayısal ve analitik yaklaşımlarla elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Abstract

Beside laminated leaf springs operate under bending moments in many engineering applications, they are also subjected to torsional loading. Factors affecting their behavior under torsional loads include friction losses between the laminates, cross-sectional geometries, the number of layers, and the way they are fixed. In this study, the torsional behavior of leaf spring systems made of AISI 1065 and AISI 1080 steel with different layer numbers and lengths was investigated by experimental, numerical and analytical approaches. An adjustable torsion testing machine of 1000 N.m capacity was designed and manufactured for spring systems with different lengths and different layer numbers for experimental study. The results obtained from numerical analysis were used to decide the spring lengths to be used experimentally, and the variation in the required torsional moment values was investigated in spring systems with different lengths and number of layers for a 0-90° angle of twist in the designed experimental set. The results obtained using experimental, numerical, and analytical approaches were compared.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Özener, O., Apatay, T. (2026). Tabakalı yaprak yay sistemlerinde tabaka sayısı ve uzunluğun burulma davranışına etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 41 Sayı: 2, 1429–1440. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1859046

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (22)

  1. Rathore K.K., Singh A.P., Kanchwala H., Biswas S., A Comprehensive Experimental and Numerical Study of Hysteretic Characteristics of Leaf Spring Suspensions. Journal of Vibration Engineering and Technologies, 13 (264), 1-21, 2025.
  2. Hedia H.S., Alfozan A.K., Almas M.A., Soliman M.A., Materials selection analysis for multilayers leaf spring using FEA, Materials Testing, 67 (10), 665-1674, 2025.
  3. Kothari P., Patel A., A review paper on design and analysis of leaf spring, International Journal of Engineering. Research and Technology, 3 (3), 1529-1532, 2014.
  4. Khudhair M.R., Kamil F., Hasan H.S., Kadhom M.A., Optimum design of leaf spring: A case study, International Journal of Compputational and Experimental Science and Engineering, 11 (2), 2856-2871, 2025.
  5. Özener O., Tabakalı yaprak yayların burulma davranışlarının deneysel ve sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2023.
  6. St. Venant B., Memoire sur la torsion des Prismes, Memoires presentes par divers savants a l'Academie des Sciences (Sect. Mathematiques et Physiques), 14, 233-560, 1855.
  7. Ugural A.C., Fenster S.K., Advanced Mechanics of Materials and Applied Elasticity, Prentice Hall, New York, A.B.D., 2012.
  8. Timoshenko S., Goodier J., Theory of Elasticity, McGraw Hill Book, New York, A.B.D., 1970.
  9. Xunwen S., Shaoping W., Dongmei S.J., Nonlinear characteristic analysis of leaf spring torsion for the actuator loading, Prognostics and System Health Management Conference, Macao-Çin, 1-5, 12-14 Ocak, 2010.
  10. Theocaris P.S., The warping functions of regular prismatic bars under torsion evaluated by caustics, Experimental Mechanics, 29, 285–290, 1989.
  11. Tran K.V., Woracek R., Kardjilov N., Markötter H., Abou-Ras D., Puplampu S., Förster C., Penumadu D., Dahlberg C. F.O., Banhart J., Manke I., Torsion of a rectangular bar: Complex phase distribution in 304L steel revealed by neutron tomography, Materials & Design, 222, 11103, 2022.
  12. Stronge W.J., Zhang T.G., Warping of prismatic bars in torsion, International Journal of Solids and Structures, 30 (5), 601-606, 1993.
  13. Kostopoulos C., Marzok A., Waisman H., Topology optimization of beams’ cross-sectional properties considering torsional and warping behavior, Structural and Multidisciplinary Optimization, 68, 28, 2025.
  14. Zhang H.-Y., Goman W.M.H., Liu S.-W., Chen L., Chan S.-L., Advanced line-finite-element for lateral-torsional buckling of beams with torsion and warping restraints, Journal of Constructional Steel Research, 224, Part A, 109103, 2025.
  15. Petrich M., Titze S., Weimann T.L., Kletzin U., Examination on composite strips for springs under torsional load, 1st Compendium of Modern Spring Technologies, Hagen - Almanya, 53-60, Ağustos, 2021.
  16. Günay M.G., Torsion of variable stiffness composite laminated beams, Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 28 (1), 18-25, 2022.
  17. Swanson R.S., Torsion of laminated rectangular rods, Composite Structures, 42, 23-31, 1998.
  18. Danao L.A.M., Cabrera R.M., Torsion of a rectangular prismatic bar: solution using a power fit model, Philippine Engineering Journal, 28 (2), 77-98, 2007.
  19. Gentiluomo J.A., Design of laminated torsion bar springs, Procurement Directorate Watervilient Arsenal, N.Y. 12189, U. S. Army Technical Report, 1980.
  20. Močilnik V., Predan J., Gubeljak N., Determination of characteristics of a laminated torsion bar spring by using correction coefficients in respect to clamping conditions, Tehnički vjesnik, 27 (3), 819-825, 2020.
  21. ASTM International. E1876-15, Standard test method for dynamic young’s modulus, shear modulus, and poisson’s ratio by impulse excitation of vibration. Pennsylvania: ASTM International, 120, 2012.
  22. Gokhale N.S., Deshpande S.S., Bedekar S.V., Thite A.N., Practical Finite Element Analysis, Finite To Infinite, Hindistan, 2008.