Araçlarda çarpışma etkisini direk karşılayan şasi ön kolonlarının tepki kuvveti-enerji yutma optimizasyonu

Abstract

ÖZET ARAÇLARDA ÇARPIŞMA ETKİSİNİ DİREK KARŞILAYAN ŞASİ ÖN KOLONLARININ TEPKİ KUVVETİ-ENERJİ YUTMA OPTİMİZASYONU ilker EREN Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Anabilim Dalı (Doktora Tezi / Tez Danışmanı: Yard. Doç. Dr. Mehmet İREN) Balıkesir, 2002 Araçlarda performans artışına paralel olarak hafifleyen karoserinin, çarpma anında oluşan ve hayati önem arz eden bazı olumsuzlukları bertaraf edecek şekilde dizayn edilmeleri için yapılan geometrik ve konstrüktif değişiklikler üzerinde durulmuştur. Pasif emniyet unsurları grubuna giren, `Karoserinin belli bölgelerinin yumuşak ve enerji yutucu formda imal edilmesi` konusu, ileri derecede yapısal hesaplamaları zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada ise, güvenlik açısından en tehlikeli durum olan direk karşıya çarpma hali ve bunun doğuracağı yüksek tepki kuvvetleri ve deformasyon mekanizması incelenmiştir. Araç konstrüksiyonundaki tüm elemanların modellenerek böyle bir analize tabi tutulmasının çok zor ve hesaplama açısından külfetli olmasından dolayı, çarpışma anında oluşan enerjinin % 40 'a yakınını kendi üzerinde absorbe edebilen şasi ön kolonlarının analizi gerçekleştirilmiştir. Bu elemanların modellenerek sonlu elemanlara ayrılmasında ve çarpma etkisi altında çözülmesinde ANSYS/LS-DYNA programının explisit analiz algoritması kullanılmıştır. Mevcut geometri üzerinde yapılan küçük modifikasyonlar ve deformasyon hızlandırıcıları ile seri analizler yapılmış ve adeta bir nümerik deney serisi gerçekleştirilmiştir. Bu parametrik çalışmada, çarpma yönünde yumuşatılan bu elemanların, aracın normal seyir şartlarında etkisi altında kaldığı iki eksenli eğilme ve burulma yükleri altındaki rij itlik özelliğini yitirmemesi durumu da, düşük tepki kuvvetleri ve enerji sönümleme optimizasyonuna katılmıştır ANAHTAR SÖZCÜKLER: burkulma / çarpışma / enerji sönümleme/ eksplisit analiz / nonlineerite

ABSTRACT OPTIMIZATION OF ENERGY ABSORBED AND REACTIONAL FORCES ON CHASSIS FRONTAL COLUMNS THAT DIRECTLY FACE THE CRASHWORTHINESS EFFECTS ON VEHICLES İlker EREN Balıkesir University, Institute of Science, Department of Mechanical Engineering (Ph.D. Thesis / Supervisor: Yard. Doç. Dr Mehmet İREN) Bahkesir-Turkey, 2002 Geometric and constructive changes designed on the lightened chassis frame due to increased performance of vehicles, in order to survive some brutal defects that occur during crashes are emphasized. `Some parts of a chassis frame are manufactured in soft and energy absorbing form` subject which is a part of passive safety issues, makes high degree structural calculations necessary. The most dangerous situation for safety purposes is faced when direct frontal crash occurs which leads to high reactional forces and deformation mechanism is analyzed in this study. Due to the fact that its extremely hard and with high calculation cost to model and analyze all elements of the vehicle's construction frontal chassis frame's side columns which could absorb 40% of the energy released during a crash investigated. Explicit Analysis Algorithm of `ANSYS/LS-DYNA` code was used to mesh and model an calculates columns under crashing effects. Serial analysis are conducted on the present geometry that under go slight modifications and crash initiators and `Numerical Experiment Series` were realized. In this parametric study, while optimization of low reached forces and absorbed energy is evaluated, desire to keep the rigidity under two dimensional bending and torsional forces under normal driving condition of columns softened along the crashing directions are not ignored. KEY WORDS: buckling / crashworthiness / energy absorbing / explicit analysis / nonlinearity. m