Engelli araçlarının sonlu elemanlar metodu yardımı ile çevresel şartlara uygunluğunun incelenmesi
Analysis of wheelchairs? frame soundness under environmental conditions: Use of finite element technique
Yazar: İBRAHİM KUTAY YILMAZÇOBAN
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH MİMAROĞLU
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Tasarım ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Özürlü insanların yaşantıları, standartların yeterli olmadığından dolayı sıkıntılarla doludur. Bedensel özrü bulunan kişiler, eskiden yapabildikleri bazı hareketleri yapamaz hale geldiklerinden dolayı, gündelik hayatı daha kolay sürdürebilmek için bir takım araç ve gereçlere ihtiyaç duymaktadırlar. Bu araç, gereçlerin başında ise tekerlekli sandalyeler bulunmaktadır.Tekerlekli sandalyeler, ihtiyaca göre önce kişinin kendi kuvveti ile hareket eden basit bir mekanizma biçiminde oluşturulmuşlardır. Son zamanlarda ise, elektrik vb. güçler ile çalışan motorlu araçlar şeklinde kullanılmaya başlanmışlardır.Çalışmada, piyasada ticari olarak bulunan en kullanışlı beş adet elektrik motorlu tekerlekli sandalye şasilerinin, bilgisayar ortamında modeli hazırlanmış ve önden çarpışma simülasyonları yapılmıştır. Simülasyon koşulları olarak, 13.4m/s hızında ve 140 milisaniye sürecinde sandalye şasisinin, rijit bir duvara önden çarptırılması belirlenmiştir. En iyi iki sandalye tespit edilerek sandalye ve kullanıcı ağırlıkları ilavesiyle önden çarpışma testleri tekrar edilmiştir. Bu simülasyonlar yardımıyla seçilen en iyi sandalye modeli, tasarım modifikasyonu ve malzeme seçimi yaklaşımları ile önden çarpışma etkilerini azaltarak sönümleyecek biçimde, mekanik açıdan geliştirilmiştir. Model olarak geliştirilen sandalye modeline farklı malzemeler uygulanarak son tasarımın önden çarpışma koşullarında hangi malzeme ile daha az hasar gördüğü tespit edilmiştir. Geliştirilen tekerlekli sandalye modeli ise ANSI/RESNA standartlarına uygun biçimde kızaklı önden çarpışma testine tabi tutulmuştur.Tüm bu değerlendirmelerin neticesinde, sandalyenin direkt önden çarpışması durumunda, engelli güvenliği bakımından, dizyan ve malzeme olarak en uygun tekerlekli sandalye modeli belirlenmiştir.

Abstract:
Living as a disabled person is difficult with the insufficient life standards. Disabled persons need some facilities to cover some of his/her disability. One of the essential equipments for disabilities is a wheelchair.In this study five types of commercial available Electric Powered Wheelchairs (EPW) were modeled and simulated using CAD code (Pro_E and CATIA) and FEM programs (ANSYS and LS-DYNA). Wheelchair chassis were modeled and analyzed by frontal impact at velocity of 13.4m/s 140milisecond period. In these conditions the chassis of wheelchair hit towards to the rigid wall directly. After simulations two of the best wheelchairs were selected. Then after the simulations were carried out, person?s and chair?s own weights were included. Frontal impact simulations were repeated with weighted simulation models. The optimum design model was selected. Finally to increase the soundness of the chair and to reach high safety standards for the disabled person, alternative design modification and material selections were determined. The modified design was simulated and analysed under ANSI/RESNA as frontal sledge impact test condition.