The co-driver seat with integrated 3 point seat belt and static scissor mechanism of a new generation applied design and development
Yeni nesil statik makas sistemine sahip entegre 3 nokta emniyet kemer uygulamalı muavin koltuğu tasarımı ve geliştirmesi
Yazar: VELİ ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. ALİ DURMUŞ
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Araçların yakıt tüketimini ve buna bağlı olarak emisyon oranlarını azaltmada en etkili çözümlerden biri taşıt ağırlığındaki hafifletmedir. Araç koltuğunun ağırlığının azaltılması da aracın tüm parçaları gibi önemli bir faktördür. Ürün tasarım aşamasında uygun malzemeler ve yenilikçi tasarımlar ile koltuk ağırlığı düşürmek mümkündür. Bu aşamada, koltuk yatırım maliyetlerini azaltmaya yönelik tasarım çalışmaları yapılmalıdır. Tasarım aşamasında koltuk tasarım kıstasları metodik teknikler kullanılarak yapılmalı, üretile bilirlik değerlendirilmelidir. Bu çalışmada, ağır ticari araçlar için kullanılacak yeni bir statik makas sistemine sahip muavin koltuğu tasarım ve geliştirme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Mevcutta 3 nokta kemer uygulaması bulunmayan muavin koltuğuna 3 nokta kemer adaptasyonu da yapılarak koltuk daha ağır test şartlarına tabi tutulmuştur. 3 nokta emniyet kemeri adapte ettiğimiz yeni muavin koltuğunda emniyet kemer güvenlik bölgeleri ECE 14 yönetmeliğine göre incelenmiştir. Emniyet kemer üst etkin ve alt etkin noktaları bu güvenlik bölgesine göre belirlenerek koltuk tasarımı geliştirilmiştir. Tasarım geliştirme aşamasında, koltuk parçaları farklı malzeme ve kalınlıklarda seçilip,  analiz sonuçları değerlendirilerek optimize edilmiştir.  Bilgisayar destekli sonlu elemanlar analizleri ile koltuk tasarımı tamamlanmıştır. Muavin koltuklarından güvenlik testlerinde yeterli dayanım değeri ve yönetmeliklerde belirtilen arkalık deplasman değerleri hedeflenmektedir. Bu testler ECE yönetmeliklerinde belirtilmiştir. Yeni muavin koltuğu tasarım doğrulama aşamalarında sonlu elemanlar analizleri ile prototip çalışmaları sonrası yapılan gerçek test sonuçları karşılaştırılmıştır. Gerçek test sonuçları ile tasarım aşamasında yapılan analiz sonuçları % 90-95 oranında uyumludur. Tasarım aşamasında 3 aşamalı olarak yapılan sonlu elemanlar analizleri ile tespit edilen yerel deformasyon bölgeleri gerçek testlerde de aynı bölgelerde görülmüş ve gerekli iyileştirmeler yapılmıştır. Yeni tasarım ile muavin koltuğunda dayanımdan ödün vermeden %15-20 oranında ağırlık düşüşü sağlanmıştır. Muavin koltuğunda yükseklik ayarı fonksiyonu sağlayan statik makas sistemi ve 3 nokta kemer adaptasyonu ilk defa uygulanmıştır. Koltuk ECE R14 güvenlik testini başarıyla geçmiştir.

Abstract:
The most effective solution tools of reducing fuel consumption and emissions mitigation are related to the vehicle weight ratio. Like all parts of the vehicle, reducing the weight of the vehicle seat is an important factor. In the design phase, reducing the seat weight is possible by selecting appropriate materials and innovative designs. At the same time, it should focus on reducing investment costs in seat design. Seat design criteria are determined by methodical techniques, and manufacturability should be examined. In this study, the design and development studies of co-driver seat with new scissors system used in heavy commercial vehicles were realized. The 3-point belt adaptation was applied to the co-driver seat which does not have 3 point belt application in the present, and the seat was subjected to more difficult test conditions. The new co-driver seat which we have integrated the 3-point seat belt system has been examined according to ECE R14 regulation of the safety belt anchorage zone. In seat design, the seat belt upper and lower effective points are defined to be within this safety zone. During the design stage, different materials and thicknesses were selected and optimized by evaluating the analysis results. The result of this new design was developed by simulations and finite element analysis. Sufficient strength values and suitable backrest displacement values were aimed at safety tests in the co-driver seats. These tests are stated in ECE regulations. For the validation of the new co-driver seat design, the results of full-scale tests following prototype studies were compared with those of final analysis. The full-scale test results were compatible with the analysis results with a ratio of 90-95%. In the design phase, the local deformation zones determined by the finite element analysis were observed in the same regions compared to the actual tests and necessary improvements were made in these regions. The new seat frame without compromising on strength, an overall 15-20% weight reduction was achieved. A static scissor system and 3-point belt adaptation were applied to provide height adjustment function in the co-driver seat for the first time and the new design meets ECE R14 safety norms.