Kompozit çubukların enerji sönümleyici özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, son zamanlarda taşıt gövdesinde sıkça kullanılan kompozityapıların enerji sönümleme performanslarını artırıcı yeni bir yöntem tasarımı veuygulaması yapılmıştır. Bu yöntem kompozit çubukların daha dar bir kesittengeçirilmesi esasına dayanmaktadır. Böylece kompozit malzeme içerisinde tabakaayrılması ve fiber kopmasının birlikte oluştuğu bir hasar mekanizması eldeedilmiştir. Bu yöntemin uygulamasında pultrusyon tekniği ile üretilmiş kompozitçubuklar seçilmiştir. Bu yöntemde kompozit çubukların spesifik enerji sönümleme(SES) oranına etki eden 4 parametre belirlenmiş ve etkileri incelenmiştir. Budeğişkenler, çubuk ile delik arasındaki çap farkı (t), kalıp delik boyu (l), delik girişieğim açısı (ß) ve çubuk içindeki delik çapı (d) ölçüsüdür. Bu değişkenlerin dinamikyüklemedeki etkilerini belirlemek için çift kollu bir sarkaç sistemi tasarlanmış vekurulmuştur. Çubuk yapısının sabit tutulduğu deneylerde, SES oranını t'nin %47artırdığı, d'nin %23 azalttığı ve aşırı anlık yükleri sönümlediği, l'nin %16 artırdığıve ß'nın %44 artırdığı tespit edilmiştir. Çalışmanın sonunda, bu dört adet deneydeğişkenine bağlı olarak, SES oranını verebilen 0.928 korelasyon katsayısına sahipbir tahmin denklemi elde edilmiştir. Son olarak, tasarımı yapılan enerji sönümleyicisistemin, orta ölçekli taşıt çarpışmalarında birincil sönümleyici eleman olarakkullanılabilir olduğu tespit edilmiştirAnahtar Kelimeler: Taşıt tasarımı, Enerji Sönümleme, Kompozit çubuk.

In this study, a new method to improve energy absorption performance ofcomposite structures, which is used in vehicle bodies, has been designed andexamined. This method is based on pushing composite bars into the narrow crosssectioned nozzle. Hence two fracture mechanisms delamination and fiber fracturewere generated within the composite bar at the same time. The pulturised compositebars were used in the application of this method. Four main dimensional parametersand that?s effects on specific energy absorption (SEA) of pultruded composite barshave been examined. These dimensional parameters are the clearance betweencomposite bar and nuzzle diameters (t), length of the nuzzle (l), angle of the nuzzleentrance (ß) and hole diameter on the center of composite bar (d). Double pendulumtest system was designed and applied to determine the effects of these parameters atthe dynamic conditions. In the experimental study same type composite bars wereused. It was determined that when the t is changed SEA was increased with 47%,when the d is changed SEA was decreased with 16% while the peak loads wereprevented, when the l is changed SEA was increased with 16%, when the ß ischanged SEA was increased with 44%. Finally to design and optimize the energyabsorption system, a prediction equation depending on four parameters has beencarried out to get a SEA of the bars have different configurations. The predictionequation has been obtained with 0.928 correlations coefficient. At the end of thestudy, it was shown that this new energy absorption system is suitable for using as anenergy absorber at the midscale vehicle crushes.Keywords: Vehicle design, Energy absorption, Composite Bar.