Kompozit malzemeler ve yapay zeka optimizasyon teknikleri ile yüksek performanslı otomotiv darbe sönümleme bileşenlerinin geliştirilmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MEHMET KOPAR

Danışman: Ali Rıza Yıldız

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışması kapsamında otomotiv pasif güvenlik sistemlerinden biri olan çarpışma kutuları ve otomotiv yan barları geliştirilmiştir. Bu tez kapsamında tasarlanan çarpışma kutuları eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan eriyik biriktirme yöntemi (FDM) ile PLA, ABS, PETG ve CF15PET malzeme kullanılarak üretilmiş ve çarpışma performanslarının incelenmesi amacıyla düşey darbe testi ile 2 kJ yük altında testler gerçekleştirilmiştir. Testlerin sonucunda en yüksek çarpışma performansına sahip olan birinci tasarımlı PLA ve ABS çarpışma kutuları özgül enerji emilimlerinin geliştirilmesi ve ağırlıklarının azaltılması amaçlanarak genetik algoritma kullanılarak şekil optimizasyonları yapılmıştır. Şekil optimizasyonu sonrasında belirlenen yeni ölçüler ile tasarımlar yapılarak eklemeli imalat yöntemi ile tekrardan üretimleri yapılmıştır. Optimize edilen çarpışma kutularının çarpışma performanslarının geliştirilmesi amacıyla filament sarma yöntemi ile ±45° ve 90° sarım açılarına sahip olan cam ve karbon fiber takviyeli kompozit yapılar ile hibrit çarpışma kutuları geliştirilmiştir. Geliştirilen hibrit çarpışma kutularının çarpışma performanslarının incelenmesi amacıyla 4 kJ düşey darbe ile testler gerçekleştirilmiştir. Yapılan testler, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak doğrulaması yapılmıştır. Yapılan testler sonucunda tüm hibrit çarpışma kutularının 4 kJ enerjinin tamamının emilimini sağladığı ve hibrit yapıların plastik yapıların enerji emilimini arttırdığı gözlenmiştir. Burada sarım açılarının çarpışma anında çarpışma kutularının katlanma davranışını etkilediği belirlenmiştir. Otomotiv yan kapı barlarının geliştirilmesi için hacim ve yüzey merkezli kübik kafes yapılar ABS, PLA ve CF15PET malzemeler ile eklemeli imalat yöntemi kullanılarak üretilerek alüminyum silindir ve kare borular ile hibritleştirilmiştir. Yapılan yarı statik testler sonucunda kafes yapıların yan kapı barlarının enerji emilimini geliştirdikleri belirlenmiştir.