Otomobiller (SUV) için yeni bir tampon sistemi geliştirilmesi, analizi ve optimizasyonu
Analysis and optimization of a new bumper system for automobiles (SUV)
Yazar: SEÇKİN ERDOĞMUŞ
Danışman: PROF. DR. DURMUŞ KARAYEL
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Günümüz taşıtlarında performans, ergonomi ve konforun yanında güvenlik de müşterilerin satın alma kararlarını etkileyen önemli parametrelerden biridir. Diğer taraftan zaten ulusal ve uluslararası mevzuatlar taşıtların belirli güvenlik testlerinden geçmesini zorunlu kılmaktadır. Bu bakımdan güvenlik konusu malzeme ve üretim teknolojilerindeki ilerlemelere paralel olarak gelişimini sürdürmekte, taşıt tasarımıyla ilgili araştırmacıların gündemi olmaya devam etmektedir. Taşıtlarda söz konusu güvenlik sistemlerinden biri de tamponlar olup herhangi bir çarpma esnasında taşıtın önemli parçaları ile yayaların ve yolcuların göreceği hasarları azaltmak üzere tasarlanmaktadırlar. Gerek yapı gerekse malzeme bakımından çok farklı tip tamponlar olmakla birlikte hepsinde temel amaç çarpma sonucu açığa çıkan enerjinin mümkün olduğu kadar sönümlenerek azaltılmasıdır. Bu çalışmada otomobil ön tamponunda kullanılmak üzere yapı olarak bal peteği şeklinde ABS plastik malzemeden sönümleyici özel bir parça tasarlanmıştır. Standart bal peteği şeklindeki bu tür parçalar çarpma sonucu ortaya çıkan darbe ve şokların önlenmesinde birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu tür petek yapılı parçaların kullanıldığı yere göre enerji sönümleme kapasitesi, petek geometrisi ve boyutları ile peteğin yerleştirilme biçimine göre oldukça değişmektedir. Bu çalışmanın temel amacı en uygun geometri ile boyutların seçilebilmesi için analiz ve optimizasyon çalışmalarının yapılmasıdır. Bu amaçla öncelikle bal peteği yapısında standart bir parça tasarlanmış ve tampon üzerine yerleştirilmiştir. Daha sonra söz konusu enerji sönümleyici parçanın boyutları ve et kalınlıkları değiştirilerek farklı sönüm elemanları geliştirilmiştir. Geliştirilen parçaların tampon üzerinde olduğu ve olamadığı durumlar için ayrı ayrı çarpma testleri ve analizler yapılmıştır. Sonuçlar, geliştirilen sönüm elemanın ilk darbe anında dışarıdan gelen enerjiyi emip şiddetini azalttığını ve yolcu kabinine geçen kuvveti de düşürdüğünü göstermiştir. Ayrıca elde edilen sonuçlar literatürde mevcut sonuçlarla da karşılaştırılarak uyumlu olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasında petek geometrisi ve boyutları gibi sınırlı sayıda parametre ve geniş aralıkta parametre değerleri kullanılarak optimizasyon yapılmıştır.  Bu çalışmanın devamı niteliğinde ileride daha fazla parametre ve daha dar parametre değer aralıkları kullanılarak ayrı bir çalışma yapılması planlanmıştır.

Abstract:
In today's vehicles, besides performance, ergonomics and comfort, safety is one of the important parameters that affect the purchasing decisions of customers. On the other hand, national and international legislation already requires vehicles to pass certain safety tests. In this respect, the subject of safety continues to develop in parallel with the advances in materials and production technologies, and continues to be on the agenda of researchers related to vehicle design. Bumpers are one of the safety systems in question in vehicles, and they are designed to reduce damage to important parts of the vehicle, pedestrians and passengers in the event of a crash. Although there are many different types of bumpers in terms of both structure and material, the main purpose of all of them is to reduce the energy released as a result of impact by absorbing as much as possible. In this study, an energy absorber special component honeycomb-shaped made of ABS plastic material has been designed to be used in the front bumper of the automobile. Such parts in the form of standard honeycombs are widely used in many areas to prevent impacts and shocks resulting from impact. However, the energy dissipation capacity of such honeycomb parts varies considerably depending on the place where they are used, the honeycomb geometry and dimensions, and the way the honeycomb is placed. The main purpose of this study is to carry out analysis and optimization studies in order to select the most suitable geometry and dimensions. For this purpose, a standard part of honeycomb structure was designed and placed on the bumper. Then, the different dumping elements have been developed by changing the dimensions and wall thicknesses of the energy-absorbing part. Separate crash tests and analyzes have been made for the cases where the developed parts are on the bumper or not. The results have shown that the developed damping element absorbs the energy coming from the outside at the first impact and reduces its intensity and also decreases the force passing into the passenger cabin. In addition, the results obtained have been compared with the results available in the literature and have been found to be compatible. In this thesis, the optimization study has been made by using a limited number of parameters such as honeycomb geometry and dimensions and a wide range of parameter values. It has been planned to carry out another study using more parameters and narrower ranges of parameters value in the future as a continuation of this study.