Hafif ticari araçların ön sıra ikili yolcu koltuklarında oturak tavası hafifletme çalışması

Abstract

Bu çalışmanın amacı, UN-ECE-R (Birlemiş Milletler – Avrupa Ekonomik Komisyonu - Mevzuatı) gerekliliklerini dikkate alarak M1 Sınıfı hafif ticari araçların ön sıra yolcu koltuklarında kullanılan oturak tavası parçası için mevcut metal malzeme yerine kullanılabilecek daha hafif ve düşük maliyetli bir geometri-polimerik kompozit malzeme çiftinin araştırılmasıdır. Öncelikle, ECE-R güvenlik kriterleri belirlenerek mevcut parça tasarımı ve malzemesi çiftinin gerekli test koşullarındaki performansı sonlu elemanlar analizleri ile elde edilmiştir. Sonlu elemanlar modelinin gerçek test ile uyumlu sonuçlar verdiğini belirmek üzere çeşitli yaklaşımlar belirlenerek analiz sonuçlarının kabul edilebilirliği doğrulanmıştır.Mevcut metal oturak tavası malzemesinin mekanik özellikleri ve sonlu elemanlar analizlerinde elde edilen en yüksek gerilme değerleri üzerinde yapılan ilk değerlendirmede kesit artışı ile polimerik kompozit malzemelerin dayanım sınırları altında gerilme değerleri elde edilebileceği görülmüştür.Bu durumda yüzeysel ve lokal malzeme kalınlık artışı parçanın kırılmasını önleme yönünde eğilim gösterecektir. Bununda ötesinde feder gibi güçlendirme yapıları CAE analizlerde kırılma karşısında önemli ölçüde güçlendirici etki etki sağlayacaktır. Bu şekilde, değişiklik-analiz biçiminde ilerleyen iyileştirme çalışmaları CAE analizlerde kabul edilebilir gerilme ve genleme değerlerine ulaşana kadar sürer.Sonuç olarak, son seviye parça ve malzeme çifti ile yapılan CAE analizler hafif ticari araç ön sıra yolcu koltuklarında metal yerine polimerik kompozit malzemeden üretilmiş oturak tavası kullanılarak daha haif ve düşük maliyetli üretim yapılması ulaşılabilir bir hedeftir.

Purpose of this study is to examine a lighter and cheaper polymeric composite material-design combination for a first-row dual seat cushion pan of an M1 class light commercial vehicles by considering UN-ECE-R (United Nations - Economic Commission for Europe - Regulation) requirements. First of all, the couple of current part design and material performances are defined by conducting finite element analysis under consideration of ECE-R security requirements' definition. Acceptability of FEA results are proven by defining several approaches which are showing comparability with real test results. Initial assessment on the current material properties of cushion pan and maximum stress values on cushion pan by FEA shows that enlargement of cross-sectional areas on the critical areas of part geometry can reduce the maximum stress and strain values on cushion pan under the limit of polymeric composite materials.In case of this statement, surface and local material thickness increase can tend to prevent part failure. Moreover, additional reinforcement features like feeders will also lead a significant reinforcement effect against the failure occurrence at finite element analysis. This optimization loop continues until taking an acceptable result from CAE.As a result of optimization studies, latest level part and material couple shows that both lighter and cheaper production of a cushion pan is an achievable attitude by using polymeric composite to place of metal.