Mekanik bağlantılı, alüminyum malzemeli elektrikli otobüs üst gövdesi tasarımı, bilgisayar destekli analizlerinin yapılması ve kaynaklı çelik gövde ile karşılaştırılması
Design of mechanical fixed, aluminum material used bus upper body, computer aided analysis of the body and comparison with welded steel body
Yazar: BERKE GÖK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN AVCIATA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Günümüzde kara araçlarında yapılan ağırlık azaltma çalışmalarında alüminyum ve kompozit malzemelere sıkça yer verilmektedir ve bu kapsamda yapılan çalışmalar özellikle elektrikli kara taşıtları için önemini arttırmaktadır. Kullanılan yapı çelikleri, yerini alüminyum ve kompozit malzemelere bırakmaktadır. Çeliğe alternatif olarak kullanılan bu malzemeler elektrikli araçlarda yapısal elemanlarda dahi kullanılmaya başlanmıştır. Yapısal elemanlarda kompozit malzeme kullanımı %50' ye kadar, alüminyum alaşımlı malzemelerin kullanımı ise %35' e kadar araç genelinde ağırlıkta tasarruf sağlamaktadır. Motorlu kara taşıtları alanında alüminyum malzemeler, geniş fiziksel ve mekanik özelliklerinden dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu anlamda alüminyum malzeme kullanımındaki artışın en önemli sebebi yüksek mukavemet/ağırlık oranıdır. Mevcut kullanılan çeliklere alternatif malzeme kullanımı ile ağırlığının azaltılması daha fazla yük, yakıt ve yolcunun taşınabilmesi sağlar. Ele alınan konu, otobüslerde kullanılan alüminyum malzemelerin oranının arttırılarak, yapısal konstrüksiyon (gövde) dahil kullanılması, böylece ağırlıkta düşüş ve yakıt kullanımında tasarruf sağlanmasıdır. Problem tanımı ve bu çalışmadan beklenilenler doğrultusunda otobüslerin boyasız gövdelerinde alüminyum kullanımının uygun olabileceği parçalar arasında yan gövdelerin konstrüksiyonu, araçta kullanılan komponentlerin gövde üzerine montajının yapıldığı braketler ve sac kapama panellerinin tasarımı seçilmiştir. Alüminyum gövde, mevcut kaynaklı yapısal çelik konstrüksiyona göre bilgisayar destekli analizler yapılarak geliştirilmeye çalışılmıştır. Binek araç sektöründe yapısal elemanlarda alüminyum malzemelerin kullanımı çok eskiye dayanmaktadır. Elektrikli varyantlarının ortaya çıkması ve ağırlığın önem arz etmesi sebebi ile beraber otobüslerde de alüminyumun kullanılabilirliği incelenmiştir. Yapılan bu çalışmadaki amaç ise ticari araç olan otobüslerde kullanılan yapı çeliklerinin yerine alüminyumun yapısal konstrüksiyondaki kullanımı ve kaynaklı birleştirme yerine kilitli perçin kullanarak hafif, çevreci ve yüksek seviyede montaj kolaylığı olan bir gövde üretmektir.

Abstract:
Nowadays, aluminum and composite materials are frequently used in weight reduction studies in land vehicles, especially electric ones. Aluminum and composite materials have replaced the structural steels used. Using composite materials in structural elements provides weight savings of up to 50%, and aluminum alloy materials up to 35% in weight throughout the vehicle. Aluminum materials are widely used in motor vehicles due to their broad physical and mechanical properties. In this sense, the most crucial reason for the increase in the use of aluminum materials is the high strength/weight ratio. Reducing the weight of alternative materials to the currently used steels enables the transportation of more cargo, fuel, and passengers. The issue discussed is to increase the proportion of aluminum materials used in buses, including structural construction, thus reducing weight and saving fuel consumption. The design of the bus bodies and the brackets on which they are mounted were chosen as key aspects of the study. The aluminum body has been tried to be developed by making computer-aided analyses according to the existing welded structural steel construction. Due to the emergence of electric variants and the importance of weight, the usability of aluminum in buses has been examined. This study aims to use aluminum in structural construction instead of structural steels used in commercial buses and to produce a light, environmentally friendly body with a high level of assembly ease by using locked rivets instead of welded joints.