Çarpışma kutusu tasarımında geometri ve malzemenin darbe sönüm kabiliyetine etkisinin nümerik analizi
Numerical analysis of the effect of geometry and material on impact damping capability in crash box design
Yazar: ABİDİN TOKER
Danışman: PROF. DR. TAMER SINMAZÇELİK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Modern topluluklarda gelişmiş ulaşım talebi her geçen gün artıyor. Bu durum, yollardaki araç sayısının sürekli artmasına neden olmuştur. Trafik kazaları sonrasında canlıların ölüm ve sakat kalma oranları tüm dünyada oldukça yüksektir. Başta otomobiller olmak üzere çeşitli ulaşım araçlarında, trenler, hafif raylı taşıtlar gibi pek çok araçta kullanılan enerji yutucular canlı hayatı ve sağlığını kaza esnasında oluşabilecek kötü durumlardan koruyan önemli etmenlerden biridir. Artan müşteri talebi ve hükümet düzenlemeleri ile yolcu ölümlerini ve yaralanmalarını azaltmak için yapısal çarpışma dayanıklılığının iyileştirilmesine son zamanlarda daha fazla dikkat çekildi. 
Son yıllarda, enerji yutucuların çarpışma performansını arttırmak için birçok çalışma yürütülmektedir. Bu çalışmalarda, enerji yutucuların temel olarak, çarpışma sırasında taşıtta oluşacak kuvvet ve ortaya çıkan enerjiyi olabildiğince sönümleyebilmesi ve bu sayede taşıt içerisinde bulunan canlılara gelebilecek zararların en aza indirilmesi hedeflenmektedir.
Enerji yutucuların tasarımı yapılırken dikkat edilen konu bir çarpışma durumu sırasında kinetik enerjinin çoğunu öngörülebilir ve kontrol edilebilir bir şekilde diğer enerji biçimlerine dönüştürerek yolcuları koruyabilmesidir. Bununla birlikte sönümlenen toplam enerji miktarlarının fazla olması, oluşan kuvvetlerin düşük ve ortalama çarpma kuvvetine yakın olmasıdır şeklindedir.
Tez çalışması kapsamında literatür araştırılması sonucunda belirlenmiş olan altı farklı geometrik modelin üç farklı malzeme ve dört farklı et kalınlığı kullanılarak sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bu simülasyon koşullarının her biri için geometrik modelin alüminyum köpük dolgusu doldurularak enerji sönümle kabiliyetleri incelenmiştir. Tasarım aşamasında Catia-V5 yazılımı, sonlu elemanlar modeli, simülasyon sınır koşullarının tanımlanması ve elde edilen sonuçların incelenmesi için Visual Mesh, Visual Performance Solution ve Visual Viewer yazılımları kullanılmıştır. Çarpışma simülasyonuna uygun malzeme verilerinin elde edilmesi için JMatPro yazılımı kullanılmıştır.

Abstract:
The demand for advanced transportation in modern communities is increasing day by day. This has led to a steady increase in the number of vehicles on the roads. After traffic accidents, the death and disability rates of living things are quite high all over the world. Energy absorbers used in various transportation vehicles, especially automobiles, such as trains and light rail vehicles, are one of the most important factors that protect the living life and health from bad situations that may occur during an accident. With increasing customer demand and government regulations, more attention has recently been drawn to improving structural collision resilience to reduce passenger deaths and injuries. 
In recent years, many studies have been carried out to increase the collision performance of energy absorbers. In these studies, it is aimed that energy absorbers can basically absorb the force and energy that will occur in the vehicle during the collision as much as possible, thus minimizing the damage to the living beings in the vehicle.
When designing energy absorbers, it is noted that they can protect passengers by converting most of the kinetic energy into other forms of energy in a predictable and controllable way during a collision. However, the high amount of total energy absorbed is that the resulting forces are low and close to the average impact force.
Finite element analysis was performed by using three different materials and four different wall thicknesses of six different geometric models determined as a result of literature research within the scope of the thesis study. In addition, for each of these simulation conditions, the capabilities of the geometric model with energy absorption were examined by filling aluminum foam filling. In the design phase, Catia-V5 software were used. Visual Mesh, Visual Performance Solution and Visual Viewer software were used to define finite element model, the simulation boundary conditions and to examine the results obtained. JMatPro software was used to obtain material data suitable for collision simulation.