Dual mass flywheel design optimization based on differential equation – neuroregression modeling approachDiferansiyel denklem – nöroregresyon modelleme yaklaşımı tabanında çift kütleli volan optimum tasarımı

ABSTRACTTorque fluctuations occur during combustion cycles of a four-stroke engine, and these fluctuations are transferred to the drivetrain of a vehicle as torsional vibration. Hence, the noise and vibration in gears clash, ping, and load change vibration cause jerky motion and reduced driving comfort. In vehicles, it is desirable to transmit this vibration generated by the engine to the drivetrain of the vehicle at the lowest level. Different technologies are used for this purpose. One of them is Dual Mass Flywheel (DMF). DMF is a complex system that includes rotational inertia, torsional stiffness, and damping properties. In this thesis, a comprehensive study is presented in order that the transmission of vibration generated in the engine of a heavy vehicle to the drivetrain as minimum amplitude. It is aimed to obtain the best DMF model. Firstly, a simplified mathematical model based on a system of an ordinary differential equation(ODE) form is used to show the positive effect of the DMF on the powertrain. The ODE system is solved for different input parameters’ values, and then a data set is generated utilizing the full factorial design. A neuro-regression model is constitutedusing these data, and then the optimization of system parameters is performed by using stochastic technics Differential Evolution, Nelder–Mead, Simulated Annealing, and Random Search. As a result of the study, it is observed that the improvement is over 28.ÖZETDört zamanlı bir motorun yanma çevrimleri sırasında tork dalgalanmaları oluşur ve bu dalgalanmalar aracın aktarma organlarına burulma titreşimi olarak geçer. Sonucunda dişli vuruntusu, gövde uğultusu ve yük değişim titreşimi şeklinde kendini gösteren bu gürültü ve titreşim, sarsıntılı çalışmaya ve sürüş konforunun azalmasına neden olur. Araçlarda motordan kaynaklanan bu titreşimin, aracın aktarma organlarına en düşük seviyede iletilmesi istenmektedir. Bunun için farklı teknolojiler kullanılmaktadır

bunlardan biri Çift Kütleli Volan (ÇKV)’dır. ÇKV, dönme ataleti, burulma sertliği ve sönümleme özellikleri içeren karmaşık bir sistemdir. Bu tezde, ağır vasıta bir aracın motorunda oluşan titreşimin aracın aktarma organlarına en düşük genlikle aktarılması amacıyla belirlenen bir problemin çözüm aşamalarını içeren bir örnek çalışma sunulmaktadır. Bir ÇKV'nin güç aktarma organları üzerindeki olumlu etkisini göstermek için adi diferansiyel denklem sistemi formundaki, ideal durumlar için basitleştirilmiş bir matematiksel model kullanılmıştır. Bu adi diferansiyel denklem sistemi, Mathematica programı kullanılarak farklı girdi değerleri için çözülmüş ve daha sonra “tam faktöriyel” tasarım yaklaşımıyla bir veri seti elde edilmiştir. Bu veri değerleri ile bir nöroregresyon modeli oluşturulmuş ve daha sonra stokastik optimizasyon yöntemleri Differential Evolution, Nelder–Mead, Simulated Annealingve Random Search kullanılarak sistem parametrelerinin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda, iyileşmenin diferansiyel denklem çözüm sistemi ile elde edilen en küçük değere oranla 28'in üzerinde olduğu görülmüştür.