Elektrikli ticari araç uygulamaları için hafif (alüminyum) arka tampon tasarımı ve geliştirilmesi
Lightweight (aluminum) rear bumper design and development for electric commercial vehicle applications
Yazar: TUNCAY ÇALIŞKAN
Danışman: DOÇ. DR. NURİ AKKAŞ
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli mühendislik = Computer aided engineering ; Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Eylül 2021'de tam olarak yürürlüğe girecek olan endüstriyel araçlar için arka alt koruma tamponlarını düzenleyen yeni R58-03 yönetmeliğiyle, araç üreticileri veya üstyapıcılarının araçlarını bu yasal güncellemeye uygun arka alt koruma tamponları ile donatması gerekecektir. R58-03 ile birlikte mevcut regülasyon R58-02 yönetmeliğine uygun bir arka alt koruma tamponuna ilave olarak %70 ve %100 oranında daha fazla test kuvveti uygulanacaktır. Aynı zamanda tasarım ölçüleri de endüstriyel araçlara arkadan çarpmalı kazalarında yaralanma ve ölüm oranını azaltmak amacı ile iyileştirmeler yapılmıştır. Yeni regülasyonun devreye girmesi ile birlikte en sık kullanılan metal arka alt korumaların yeni test şartlarını sağlayabilmeleri için belirli bir miktar ağrılık artışı kaçınılmaz olacaktır. Ayrıca endüstriyel EV'de kullanılan bataryaların diesel bir araç komponentlerine göre daha ağır olması nedeni ile CW yüksek oranda artmaktadır. Bu da EV'lerde hem taşıma kapasiteleri hem de kattedeceği mesafelernin azalması anlamını taşımaktadır. Özellikle EV'lerde ilave ağırlık artışının minimize edilebilmesi ile birlikte endüstriyel araçların taşıma kapasiteleri diesel araca yaklaşabilir ve kattedeceği mesafe arttırılabilir. Diesel araçlarda CW'nin artması yakıt tüketimini arttırdığı gibi CO2 salınımını da arttırmaktadır. Enerjinin verimli kullanımı, çevreci bir yaklaşım için düşük yoğunluklu ve yüksek mukavemetli ürünlerin kullanımı üzerinde araştırma yapılmıştır. 
Çalışma kapsamında, farklı arka alt koruma tampon kesitlerin R58-03 test kuvvetlerine verdikleri tepki sonucunda en ideal arka alt koruma tampon kesitinin nasıl olması gerektiği ve R58-03 şartlarına uygun metal arka alt koruma tamponları ile alternatif alüminyum arka alt koruma tampon çeşitleri kullanımı sonucunda ağırlık değişimi araştırılmıştır. 
Çalışmadan elde edilen veriler doğrultusuda mevcut R58-02'ye uygun C tipi arka alt koruma tamponların R58-03 şartlarını sağlayabilmesi için artan test şartları doğrultusunda güçlendirilmesi gerekliliği ve ağırlık artışı ortaya çıkmıştır. Alternatif olarak yuvarlak standart profil şeklinde tasarlanan arka alt koruma tamponlarında da R58-03 şartlarını sağlayabilmesi ağırlık artışı olmadan yapılan tasarımlar sağlanamamıştır. Ağırlığı arttışı ile test şartlarını sağlayabilmiştir. Dikdörtgen kesitli tasarlanan orta mukavemet sınıfındaki alüminyum arka alt koruma tamponu ağırlık düşüşü ile testi geçmiştir. Ayrıca yüksek mukavemetli alüminyum tercihi ile R58-03 şartlarını yukarlak kesitli arka alt koruma tamponuna göre ~10 Kg (%42) daha hafif olarak sağlamıştır.

Abstract:
With the new R58-03 regulation regulating rear underrun bumpers for industrial vehicles, which will come into full force in September 2021, vehicle manufacturers or bodybuilders will need to equip their vehicles with rear underrun bumpers in accordance with this legal update. With R58-03, 70% and 100% more test force will be applied in addition to a rear underrun bumper in accordance with the current regulation R58-02 regulation. At the same time, improvements have been made in design measures to reduce the rate of injury and death in rear-end crashes in industrial vehicles. With the introduction of the new regulation, a certain amount of increase in weight will be inevitable for the most frequently used metal rear underrun protection to meet the new test conditions. In addition, CW increases at a high rate due to the fact that the batteries used in industrial EV are heavier than diesel vehicle components. This means that both the carrying capacity and the distance traveled in EVs decrease. Especially with the ability to minimize the additional weight increase in EVs, the carrying capacity of industrial vehicles can approach the diesel vehicle and the distance it will travel can be increased. Increasing CW in diesel vehicles not only increases fuel consumption but also increases CO2 emission. Research has been carried out on the efficient use of energy and the use of low density and high strength products for an environmentally friendly approach.
Within the scope of the study, as a result of the reaction of different rear underguard bumper sections to R58-03 test forces, how the most ideal rear underguard bumper section should be and the weight change as a result of the use of metal rear under protection bumpers in accordance with R58-03 conditions and alternative aluminum rear underrun protection bumpers. It has been investigated.
In line with the data obtained from the study, it has been revealed that the C type rear under protection bumpers in accordance with R58-02 must be strengthened in line with the increasing test conditions and weight increase in order to meet the requirements of R58-03. Alternatively, the rear bottom protection bumpers designed in the form of a round standard profile could not be achieved without the weight increase, which could meet the R58-03 requirements. With the increase in weight, it was able to meet the test conditions. The aluminum rear lower protection bumper, designed with a rectangular cross-section, in the medium strength class, passed the test with weight reduction. In addition, with its high-strength aluminum preference, it has achieved the R58-03 conditions as ~ 10 Kg (42%) lighter than the upward section rear lower protection bumper.