Sac şekillendirme etkisi dikkate alınarak yüksek performanslı taşıt pasif güvenlik sistemlerinin geliştirilmesi
Improving of high performance passive vehicle safety systems taking into account of sheet forming effect
Yazar: AHMET YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. ALİ RIZA YILDIZ
Bursa Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Trafikte gözlemlenen araç kaza tiplerinden biri önden gerçekleşen çarpışmalı kazalardır. Önden gerçekleşen kazaların önlenebilmesi amacıyla birçok güvenlik sistemi ortaya konmuştur. Bu güvenlik sistemlerinden biri de enerji yutucu ve tampon sistemidir. Tampon ve enerji yutucular kaza anında oluşan çarpışma kuvvetlerini sönümleyerek sürücünün, yolcu ve aracın minimum seviyede zarar görmesi amacıyla tasarlanmış yapısal elemanlardır.
Günümüzde tampon ve darbe emici geometriler üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların temel amacı çarpışma durumlarında ortaya çıkan kuvvetlerin araç içerisinde bulunan sürücü ve yolculara en az zarar verecek şekilde yapısal parçalar tarafından sönümlenmesini sağlayacak optimum tasarımı gerçekleştirmektir. Fakat sac şekillendirme yöntemleriyle üretilen tampon ve darbe emiciler üretim esnasında plastik şekil değişimine uğradığı için homojen olmayan dağılımlar oluşmaktadır. Bundan dolayı çarpışma analizlerinde parçalarda oluşan şekil verme etkilerini hesaba dahil etmemek, aracın çarpışma performansında hatalı sonuçlar elde etmeye sebep olmaktadır.
Proje kapsamında, tampon ve darbe emicilerin optimum tasarımını elde etmek amacıyla taslak tasarımlar ve çarpışma analizleri gerçekleştirilmiştir. Taslak olarak oluşturulan tampon ve darbe emici modelin optimizasyon çalışması yapılabilmesi amacıyla parametre tanımlamaları yapılmıştır. Bu amaçla Taguchi tabloları kullanılarak modeller oluşturulmuştur. Oluşturulan modeller çarpışma analizlerine tabi tutularak cevaplar elde edilmiştir. Cevap yüzey yaklaşımı ile bu cevapları veren denklemler diferansiyel gelişim algoritması kullanılarak optimum darbe emici ve tampon modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan tasarım modeli hem sac şekillendirme etkisi olmadan çarpışma analizlerine tabi tutulmuş hem de Hyperform programında sac şekillendirme analizleri gerçekleştirilmiş ve şekillendirme geçmişi çarpışma analizlerine dahil edilerek çözdürülmüştür.
Yapılan nümerik analizler sonucunda baz modele göre çarpışma performansı daha iyi ve ağırlık kazancı sağlanmış yeni enerji yutucu ve tampon modeli ortaya konmuştur.

Abstract:
One of the most common vehicle crushes is front collision crushes. To prevent these crushes, several safety systems are developed which is energy absorber and bumper system that are components to prevent drivers and passengers to get harmed with absorbing the energy consisted in crushes.
Nowadays, there are many researches on bumper and impact absorber geometries. The objective of them is to make optimum design for components to absorb the consisted energy for driver and passengers to get most less harm. However, they that produced with sheet forming methods, suffer from plastic strain which causes nonuniform distribution. Therefore, excluding the forming effect in collision analyses causes incorrect results for the collision analyses.
Within the scope of the project, preform designs and collision analyses is carried out to get optimum design of bumper and impact absorbers, Their model's parameter specifications carried out to be able to do optimisation running and models are created by using Taguchi tables. Results are obtained by the models that subjected to crash analyses. Optimum impact absorber and bumper model is created with the respons surface approachment equations that using differential evolutionary algorithm. The design model is both subjected to collision analyses with ideal conditions (without the effect of sheet forming) and sheet forming analyses are done on Hyperform program and solved by adding the forming past to collision analyses.
A new energy absorber and bumper model is revealed that performs better on collision and yields on weight than the base model by the numerical analyses results.