TOLERANS ANALİZİ YÖNTEMLERİ

Tolerans analizinde kullanılan yöntemlerin bir kısmı sonuçlara ulaşmak için, bir kısmı da elde edilen sonuçlar üzerinde tahmini değer üreterek en ideal sonucu elde etmek için kullanılır. Tolerans analizinde yaygın olarak kullanılan yöntemler;

·      Aritmetiksel en kötü durum,

·      İstatistiksel en kötü durum,

·      Doğrusallaştırma,

·      Sistem momentleri,

·      Karelere bölme,

·      Güvenilirlik indeksi,

·      Monte Carlo Simülasyon yöntemidir.

Yöntemler içerisinde yapılan varyasyon değerlendirmesi sonucunda elde edilen temel verilerin sonuçlarının tespiti için iki temel şart gerekmektedir. Bunlar, analiz yapılacak olan unsur montaj parçası olmalı ve parçalar arasında vektörel bir bağ bulunmalıdır. Analizde elde edilen hassasiyetler bilinen toleranslar ile birleştirilerek istenilen tolerans değerlerinin tespitinde bu yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler arasında yer alan “Aritmetiksel En Kötü Durum” ve “İstatistiksel En Kötü Durum” yöntemleri kendi başına kullanıldığı gibi her bir yöntemin sonunda yardımcı değerlendirme aracı olarak da kullanılabilir.

Aritmetiksel en kötü durum yöntemi

Aritmetiksel en kötü durum yöntemi, ölçü sınırlarını tolerans analizine dahil ederek farklı bir yaklaşım sunar. Bu yaklaşımda elde edilen hassasiyet değerleri mutlak değer içine alınarak, bu hassasiyetin ait olduğu tolerans değeri ile çarpılır ve ortalama tolerans değeri hesaplanır.

İstatistiksel en kötü durum yöntemi

Bu metot, aritmetik metot gibi, analizleri değerlendirmek için ölçü sınırlarını kullanır. Bununla beraber, aritmetik metodun aksine bir montajdaki parça ölçülerinin olasılık dağılım eğrisiyle izlenme durumunu da dikkate alır. Son montaj ölçülerinin frekans dağılım eğrisi, bir olasılık dağılım eğrisiyle izlenir ve oluşturulan hassasiyet matrislerinin her bir satırına uygulanır. Elde edilecek tolerans değerlerine istatistiksel bir yaklaşım sunar.

Doğrusallaştırma yöntemi

Doğrusallaştırma metodu Taylor Serilerinde montaj fonksiyonlarının tanımlanması açısından kullanılmaktadır. Tanımlanan bu montaj fonksiyonu çerçevesinde varyasyon kötü durum yada istatistiksel model olarak tolerans birikimi için değerlendirilir. Kullanım açısından istatistiksel ve en kötü durum metodunu içine alan bu metot, montaj parçalarında bulunan ve doğrusal olmayan uzunlukları doğru gibi kabul ederek analize yardımcı olur.

Sistem momentleri yöntemi

Sistem momentleri, montaj unsurlarının istatistiksel dağılımlarının moment şartlarındaki durumlarını montaj varyasyonunu içerisine dahil ederek analiz eden istatistiksel bir metottur. Bu yöntemde ilk dört momentin varyasyonu, doğrusal ve eğrisel dağılımda güvenilirlik yönünden anlamı ifade etmektedir. Bu yöntemde ortak prosedür, montaj değişkeninin ilk dört momentinin kararlaştırılması ve bu eşleştirilen dağılımların sistem performansının tanımlanmasında kullanılabilir olmasıdır. Sistem momentleri sayesinde analiz esnasında kuvvetlerin de etkisi göz önüne alınır.

Karelere Bölme Yöntemi

Kareleştirmenin ana fikri, montaj fonksiyonunda olası değişim gösterecek momentlerin değerlendirilmesi olarak tanımlanır. Bu metoda moment fonksiyonunun oluşumu nümeriksel bir kaynaşım ile gerçekleşmektedir. Tasarımlarda kullanılan mühendislik limitleri, montaj dağılımının sonuç değerlerine uygulanıp sistemin istatistiksel performansını tahmin etmede kullanılır. Limitlerin dahil edilmesiyle kullanılan bu yöntem, oldukça karışık montajların analizlerinde tercih edilir.

Güvenilirlik indeksi

Güvenilirlik indeksi ilk olarak yapısal mühendislik uygulamalarında kullanılmış, orijinal yapısı geliştirilerek ikinci dereceden momentlerin dahil edilmesiyle güvenilirlik indeksi olarak tanımlanmıştır. Bu karmaşık metot bugünlerde mekanik tolerans analizine uygulanmaktadır. Güvenilirlik indeksi, montajda ölçüsel açıdan ret edilecek parçaların yüzde olarak oranının tahminini yaparak her tip mühendislik limitlerin tolerans yaklaşımlarında kullanılabilmek­tedir. Çok kullanılan bir yöntem olmamakla birlikte tahmini değerlere dayanan bir yapısı vardır.

Monte Carlo Simülasyon Yöntemi

Bir tasarım fonksiyonunun davranışını kontrol eden ürün boyut ve değişkenleri “Tasarım Fonksiyon Değişkenleri” olarak adlandırılır. Kesin bir tasarım fonksiyonu gerektirmeden geometrik toleransları kullanarak tolerans analizi yapabilmek için uygun yöntemlerden birisi de “Monte Carlo Simülasyonu Yöntemi” olarak görülmektedir. Monte Carlo Yöntemi, parça üretim zamanını ve maliyeti arttırmada uygun sonuçlar (yöntemin güve­nilirlik sınırları içerisinde) vermektedir. MCSY’nde ise tasarım değişkenleri lineer olsa da, olmasa da uygulanabilir. Yöntem, analiz edilecek montaj modelinin, uygun örneklenmesini üreterek çalışır. Her montaj örneği, her anma boyutu için varsayılan istatistiksel dağılımları rasgele kullanarak üretilen bir dizi ölçüye karşılık gelen parça örneklerinden ibarettir. Üretilen her montaj örneğinin, belirlenen tasarım sınırlamalarını karşılayıp karşılamadığı kontrol edilir. Böylece, her tasarım sınırlaması için istatistiksel dağılım oluşturulabilir. Bu sebeple, montajın kabul veya ret olasılıkları tahmin edilebilir.

Kaynak: TOLERANS ANALİZ YÖNTEMLERİ VE MAK-TOL TOLERANS ANALİZ SİSTEMİ - Gürcan SAMTAŞ ve Mahmut GÜLESİN