316L PASLANMAZ ÇELİĞİNDEN ÜRETİLEN SÜSPANSİYON KONTROL KOLUNUN TOPOLOJİ OPTİMİZASYONU İLE İNCELENMESİ

Özyılmaz A. Y., Isik M.

Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, cilt.31, sa.2, ss.857-876, 2026 (TRDizin)

Özet

Bu çalışma, geleneksel SAE 1045 çeliği ile seçici lazer ergitme yöntemi için 316L paslanmaz çeliği kullanılarak tasarlanan süspansiyon kontrol kolunun sayısal analiz temelli karşılaştırmasını sunmaktadır. Yapısal bütünlüğü korurken kütle azaltımı sağlamak amacıyla yoğunluk tabanlı topoloji optimizasyonu, SIMP, uygulanmış ve her iki malzeme için de yaklaşık %30 oranında kütle tasarrufu elde edilmiştir. Sayısal analiz sonuçları, SAE 1045 çeliğinin rijitlik açısından hafif bir performans avantajını koruduğunu gösterse de her iki tasarımın da 1x10^7 çevrimlik sonsuz ömüre ulaştığı saptanmıştır. Optimize edilen 316L bileşeni, 1,56 yorulma emniyet katsayısı ile güvenli mühendislik sınırları içerisinde kalarak dinamik yükler altında yapısal güvenilirliğini kanıtlamıştır. Elde edilen bulgular, eklemeli imalatın sunduğu tasarım özgürlüğü ile birleşen 316L paslanmaz çeliğinin, otomotiv süspansiyon sistemlerinde geleneksel malzemelere karşı oldukça rekabetçi ve güvenilir bir alternatif olduğunu ortaya koymaktadır.
This study presents a numerical comparison between a suspension control arm fabricated from traditional SAE 1045 steel and a variant designed for additive manufacturing using 316L stainless steel. Utilizing selective laser melting parameters as a baseline, density based topology optimization SIMP was applied to achieve mass reduction while maintaining good mechnaical property, resulting in a 30% reduction in mass. Numerical results indicate that while SAE 1045 maintains a slight performance advantage in terms of stiffness, both designs successfully reach the infinite fatigue life of 1x10^7 cycles. The optimized 316L component, with a fatigue safety factor of 1.56, maintained within safe engineering limits, demonstrating its strength under dynamic loading conditions. The findings highlight that 316L stainless steel, coupled with the design freedom of additive manufacturing, serves as a highly competitive and dependable alternative to conventional materials in automotive suspension systems.