CHLADNI DENEYİ DESENLERİNDEN ESİNLENİLMİŞ İNCE CİDARLI DARBE SÖNÜMLEYİCİLERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSININ İYİLEŞTİRİLMESİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Otomotiv Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUHAMMED SAİD EMRE
Danışman: Emre İsa Albak
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İnce cidarlı yapılar otomotiv sektöründe pasif güvenlik elemanları olarak yoğun bir şekilde tercih edilmektedir. Bu yapılardan araç üzerinde hafiflik sağlamasının yanında yüksek darbe enerjisi sönümleme yeteneği de sergilemesi beklenilmektedir. Bu beklentileri sağlayabilmek adına otomotiv sektörü araştırmacıları yeni kesit geometrileri ve malzemeler üzerinde araştırmalar yapmaktadır. Özellikle son yirmi yıl içerisinde geliştirilmiş yüksek mukavemetli çelikler, alüminyum alaşımları, kompozitler, polimerler ve köpük bazlı yapıları malzeme alanındaki yenilikler olarak söyleyebiliriz. Kesit geometrileri geliştirilmesi üzerine çalışmalarda ise doğa önemli bir esin kaynağı olmuştur. Ernst Florens Friedrich Chladni (1756 - 1827), fizik ve müzik alanında önemli çalışmalar yapmış on sekiz ve on dokuzuncu yüzyıl içerisinde yaşam sürmüş önemli bir bilim insanıdır. Chladni, çalışmalarında ince metal plakalar üzerine kum taneleri serpmiş ve yanında keman çalarak titreşimler üretmiştir. Kum tanelerinin frekans değişimlerine bağlı olarak metal plaka üzerinde geometrik desenler ortaya koyduğunu gözlemlemiştir. Bu çalışma kapsamında, Chladni figürlerinden esinlenilerek tasarımları yapılmış olan 17 farklı dairesel dış duvara sahip geometrinin ve enerji sönümleme kapasiteleri, en büyük çarpışma kuvveti ve çarpışma kuvveti verimi sonlu elemanlar metoduyla incelenmiştir. Chladni'den esinlenilerek tasarlanan 1 mm et kalınlıklı geometrilere AA6061 malzeme ataması yapılmıştır. Hareketli rijit duvarın hızı 5,75 m/s olarak belirlendikten sonra çarpışmanın 60 mm boyunca devam etmesi sağlanmıştır. En uygun eleman boyutu olarak 0,8 mm belirlenmiştir. Tasarımları yapılan 17 farklı kesit geometrisinin çarpışma performansları sonlu elemanlar analizleri sonucunda elde edilmiştir. Yapılan tasarımlar arasından en iyi darbe emicinin seçilebilmesi için çok kriterli bir karar verme yöntemi olan COPRAS yöntemi kullanılmıştır. COPRAS yöntemi ile 23,78 kJ'lık enerji sönümleme, 44,69 kN'luk maksimum çarpışma kuvveti ve 0,887 çarpışma kuvveti verimine sahip olan model alternatifler içinden en iyisi olarak seçilmiştir. En iyi alternatif olarak seçilen geometriye GWO optimizasyonu uygulanmıştır. Optimizasyon sonucunda %6,6 seviyelerinde enerji emilim değerlerinde iyileştirme sağlanmıştır.