Topoloji optimizasyon kullanılarak otobüs koltuklarının hafifletilmesi
Lightweight of bus seats using topology optimization
Yazar: CEMİL ÖNCEL
Danışman: PROF. DR. AYTAÇ YILDIZ
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Akıllı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Akıllı Sistemler Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Taşıtların ağırlığının azaltılması taşıtlar üzerinde önemli ve çok yönlü bir etkiye sahiptir. Ağırlık azaltma stratejilerinden biride taşıtlarda kullanılan malzemelerin hafifletilmesidir. Bu malzemelerden biri de toplu taşımada fazlaca kullanılan otobüs koltuklarıdır. Otobüs koltuklarının hafifletilmesi, aracın performansında, enerji verimliliğinde, taşıma kapasitesinde ve yolculuk konforunda artışlar sağlar.
Aynı zamanda, karbon ayak izinin azaltılmasına katkı sağlayarak çevresel etkilere ve sürdürülebilirliğe de katkı sağlar. Bu nedenle, otobüs endüstrisi, koltuk tasarımında ve malzeme seçiminde sürekli olarak yenilikçi çözümler arayarak hafifletme çalışmalarını sürdürmektedir. Bu yenilikçi yöntemlerden biri de belirtilen yük koşullarını, performansı ve kısıtlamaları karşılayan makul malzeme dağıtımı yoluyla yüksek performanslı, hafif ve çok işlevli yapı konfigürasyonunu elde edebilen gelişmiş bir yapısal tasarım yöntemi olan topoloji optimizasyonudur.
Bu çalışmada, topoloji optimizasyonu kullanılarak otobüs koltuğu metal taşıyıcı ayak parçasının hafifletilmesi amaçlanmıştır. Geleneksel metal malzemelerin yerine alüminyum Silafont-36 (AlSi9Mg) ve MGAZ91 malzemeleri tercih edilmiştir. Tasarım modelleri CATIA CAD kullanılarak oluşturulmuş ve topoloji sunucu yönlendirmelerine göre kuvvet analizi yapılmıştır. Elde edilen veriler, HyperWorks 2022 programı kullanılarak detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Topoloji optimizasyonu, malzeme dağılımını en uygun şekilde düzenleyerek ağırlık avantajı sağlayacak şekilde sürekli olarak yapılmıştır. Çalışma sonunda, alüminyum Silafont-36 ve MGAZ91 malzemelerinden elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve MGAZ91 malzemesi ile en hafif tasarım elde edilmiştir

Abstract:
Reducing the weight of vehicles has a significant and multifaceted impact on vehicles. One of the weight reduction strategies is to lighten the materials used in vehicles. One of these materials is bus seats, which are widely used in public transportation. Lightening bus seats provides increases in vehicle performance, energy efficiency, carrying capacity and travel comfort.
At the same time, it contributes to environmental impacts and sustainability by contributing to the reduction of carbon footprint. Therefore, the bus industry continues its lightweighting efforts by constantly seeking innovative solutions in seat design and material selection. One of these innovative methods is topology optimization, an advanced structural design method that can achieve high-performance, lightweight and multifunctional structure configuration through reasonable material distribution that meets specified load conditions, performance and constraints.
In this study, it is aimed to lighten the metal carrier leg part of the bus seat by using topology optimization. Aluminum Silafont-36 (AlSi9Mg) and MGAZ91 materials were preferred instead of traditional metal materials. Design models were created using CATIA CAD and force analysis was performed according to topology server orientations. The data obtained was analyzed in detail using the HyperWorks 2022 program. Topology optimization has been continuously carried out to provide weight advantage by optimally arranging the material distribution. At the end of the study, the results obtained from aluminum Silafont-36 and MGAZ91 materials were examined comparatively and the lightest design was obtained with MGAZ91 material.