Açılı yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu hibrit tüplerin enerji sönümleme performanslarının incelenmesi
Investigation of energy absorption performance of bio-inspired structure filled hybrid tubes under angle loads
Yazar: SELİN ARICI
Danışman: DOÇ. DR. MURAT ALTIN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Pasif güvenlik = Passive security

Özet:
Araç kazalarının her geçen gün artması otomotiv endüstrisinde yolcu güvenliği konusunda araştırmaların önemini ortaya koymaktadır. Araştırma alanlarından biri olan taşıt güvenlik sistemleri can ve mal kaybının en aza indirgenmesini sağlamaktadır. Enerji sönümleyici yapılar pasif güvenlik sistemi elemanları olarak kabul edilmektedir. Bu çalışma canlı doğadan esinlenerek tasarlanan biyo-ilhamlı yapı ile dolgulu hibrit enerji sönümleyici profiler üzerine olacak şekilde iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada biyo-ilhamlı modeller (1M, 2M, 3M) 3D baskı yöntemi üretilmiştir. Üretilen biyo-ilhamlı yapılar geleneksel enerji sönümleyici profillerin içerisine yerleştirilmiş, 0° ve 15°'lik deformasyon açısında ezilerek performansları belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında elde edilen deney sonuçları dikkate alınarak sonlu elemanlar modelleri oluşturulmuş ve aynı koşullar altında analizler yapılmıştır. Sonuç olarak 0° deformasyon açısında 3M hibrit modelin geleneksel modele (0M) göre enerji sönümleme kapasitesi bakımından %22,64 ve ezilme kuvveti verimi bakımından % 8,63 daha iyi olduğu belirlenmiştir. 15° deformasyon açısında geleneksel modele göre enerji sönümleme kapasitesi bakımından 3M modelin %22,49, ezilme kuvveti verimi bakımından ise 2M modelin %6,06 daha iyi sonuca sahip olduğu tespit edilmiştir. Özgül enerji sönümleme kapasitesi bakımından gerek 0° gerekse 15° de yapılan tüm deneylerde kütle artış oranının sönümlenen toplam enerji artış oranından daha az olmasından dolayı geleneksel modellerin hibrit modellerden daha yüksek performansa sahip olduğu bulunmuştur.

Abstract:
The increase in vehicle accidents daily reveals the importance of research on passenger safety in the automotive industry. Vehicle security systems, one of the research areas, ensure that the loss of life and property is minimized. Energy absorbing structures are considered passive safety system elements. This study was carried out in two stages, on a bio-inspired structure inspired by nature and on a filled hybrid energy-absorbing profile. In the first stage, bio-inspired models (1M, 2M, 3M) were produced by the 3D printing method. The produced bio-inspired structures were placed in conventional energy absorbing profiles, and their performances were determined by crushing at deformation angles of 0° and 15°. Considering the experimental results obtained in the second stage of the study, finite element models were created, and analyses were made under the same conditions. As a result, it was determined that the 3M hybrid model at 0° deformation angle was 22.64% better in energy absorption capacity and 8.63% better in crush force efficiency compared to the conventional model (0M). It has been determined that the 3M model has a better result of 22.49% in terms of energy absorption capacity and 6.06% of the 2M model in terms of crush force efficiency compared to the conventional model at 15° deformation angle. In terms of specific energy absorption capacity, it has been found that conventional models have higher performance than hybrid models because the mass increase rate is less than the total absorption energy increase rate in all experiments performed at both 0° and 15°.