Search

Otomotiv güvenliği ile ilgili 1990'lı yıllardan sonra çok önemli gelişmeler yaşanmış ve yolcu güvenliği otomotiv üreticileri için bir pazarlama özelliği haline gelmiştir. Son yıllarda ise otomotiv firmalarında büyük bir rekabet ortamının oluşmasıyla birlikte araçlarda güvenli yaşam kafesi oluşturmak için birçok güvenlik çözümleri sunulmaktadır. Güvenli yaşam kafesi oluşturulmasında en kilit rollerden birini aracın ön gövdesindeki çarpışma bölgesi üstlenmektedir. Ön çarpışma bölgesinden beklenen görev, yüksek enerji emme kabiliyetine sahip olmasıyla kaza anında önden çarpma sonucu oluşabilecek kuvvetleri en iyi şekilde sönümleyerek sürücüyü meydana gelebilecek darbelerden korumasıdır.Bu tezde otomobillerde güvenli bir yaşam kafesi oluşturmak amacıyla yarım araç modeli kullanılmış ve beş farklı ön çarpışma bölgesi modelinin çarpışma performansları incelenmiştir. Araçtaki çok yönlü ve sürekli yük yollarını elde etmek amacıyla burulma, bükülme ve önden çarpma senaryoları Optistruct ile oluşturulmuş ve aracın topoloji optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yük yolları baz alınarak araç ön çarpışma bölgesi elemanları Siemens NX ile tasarlanmıştır. Ön çarpışma bölgesi elemanlarının malzeme tanımları, bağlantı bölgeleri ve kabuk eleman yapıları Altair Hypermesh yazılımı ile oluşturulmuş ve böylece ön işlem prosesi tamamlanmıştır. Sonuçları daha iyi yorumlamak amacıyla beş farklı ön çarpışma bölgesi modeli oluşturulmuş ve modellerin çözümü için Abaqus kullanılmıştır. Simülasyonlardan, her bir model tarafından sönümlenen enerji miktarı, oluşan toplam deplasman, yolcu kabinine iletilen yük miktarı ve çarpışma kuvveti verimliliği (CFE) sonuçları elde edilmiştir. Simülasyon sonuçları baz alınarak `S` şeklindeki üst çarpışma kolunun, ön çarpışma kollarındaki malzeme ve kalınlık farkının araç çarpışma performansına etkileri incelenmiştir. After the 1990s there have been many important developments regarding automotive safety, therefore security of passengers have become a marketing feature for automotive manufacturers. In recent years, with the emergence of a great competitive environment in automotive companies, many security solutions are offered to create a safe life cage for vehicles. One of the key points in the creation of a safe life cage is the crumple zone on the front of the vehicle. The task expected from the front crumple zone is the ability to absorb the forces that may occur as a result of a frontal collision in the event of an accident due to the high energy absorption capability and protect the driver from the impacts that may occur.In this thesis, five different front crumple zone models were investigated in order to create a safer life cage in automobiles. Optistruct was used for the application of torsion, bending and frontal impact scenarios in order to obtain multiple and continuous load paths of the vehicle. Based on the required load paths, the front crumple zone elements were designed by using Siemens NX. Creating mesh of the front crumple zone elements, defining the materials and creating the connection zones were made by the Altair Hypermesh software and the pre-processing process was completed. In order to better interpret the results, five different front crumple zone models were created and the Abaqus software was used to solve the models. The amount of energy absorption by each element, the total displacement, the level of the load transferred to the passenger compartment and the crush force efficiency (CFE) results were obtained from the simulations. Based on the simulation results, the diffence of material, the difference of wall thickness in front collision rail and `S` formed upper rail were investigated based on crush performance. 97

Bu çalışmada, rijit duvar testi sanal ortamda simule edilerek yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik ön çarpışma kolu et kalınlığının aracın çarpışma performansına etkisi incelenmiş ve en uygun et kalınlığı tespit edilmiştir. Ön çarpışma kollarında HSLA (High-Strength Low-Alloy) çelik grubundaki FEE340 malzemesi kullanılmış ve altı farklı et kalınlığının aracın çarpışma performansına etkileri karşılaştırılmıştır. Simülasyonlarda çarpışma kolu, çarpışma kutusu ve ön tampon (destek) traversinden oluşan yarım araç modeli kullanılmıştır. Farklı kalınlığa sahip ön çarpışma kollarının çarpışma analizleri Abaqus sonlu elemanlar yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlardan, toplam deplasman, çarpışma kuvveti verimliliği (CFE), yolcu kabinine iletilen kuvvet miktarı ve her bir çarpışma elemanı tarafından sönümlenen enerji miktarı sonuçları elde edilmiştir. Simülasyonda kullanılan taşıt modeli için, yolcu kabinine iletilen kuvvet, ivme ve deplasman miktarları değerlendirildiğinde HSLA çelik ön çarpışma kolu için en uygun et kalınlığının 2 mm olduğu görülmüştür. In this study, the rigid wall test was simulated in a virtual environment and the effect of high strength low alloy steel front collision rail wall thickness on the crash performance of a vehicle was investigated and the best wall thickness was determined for the front collision rails. The FEE340 material in the HSLA (High-Strength Low-Alloy) steel group was used in the front collision rails and the effects of the six different material wall thicknesses used in the front collision rails were compared with regard to the crash performance of the vehicle. The crash analyses of the frontal collision rails with various thicknesses were performed by the Abaqus finite element software. Total displacement, crush force efficiency (CFE), the amount of force delivered to the passenger compartment and the amount of energy damped by each collision member results were acquired from the simulations. For the vehicle model used in the simulations, when the amounts of force delivered to the passenger life cage, acceleration and displacement were evaluated, it was seen that the best wall thickness for the HSLA steel front collision rail was 2 mm.

Bu çalışmada, otomotiv endüstrisinde çok sık kullanılan iki farklı çelik malzeme için yarım araç modeli kullanılarak önden çarpışma senaryosu (rijit duvar testi) bilgisayar ortamında simule edilmiştir. Ön çarpışma kollarında kullanılan HSLA (High-Strength Low-Alloy) çelik ailesi grubundaki FEE340 ve DP (Dual Phase) çelik ailesi grubundaki DP600 malzemelerinin aracın çarpışma performansına olan etkileri karşılaştırılmıştır. Modeldeki ön tampon traversi, çarpışma kutusu ve çarpışma kolu Siemens NX yazılımı kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan çarpışma elemanlarının ön işleme prosesi, Altair Hypermesh yazılımı kullanılarak yapılmış ve dinamik analize hazır hale getirilmiştir. Modelin dinamik analiz senaryosunu oluşturmak ve analizin çözümü için Abaqus yazılımı kullanılmıştır. Simülasyonlardan, her bir eleman tarafından sönümlenen enerji miktarı, oluşan toplam yer değiştirme, yolcu kabinine iletilen yük miktarı ve çarpışma kuvveti verimliliği (CFE) sonuçları elde edilmiştir. Bu veriler baz alınarak malzemelerin aracın çarpışma performansına etkileri değerlendirilmiş ve sonuç olarak FEE340 ve DP600 malzemelerinin CFE katsayıları yakın çıkmasına karşın FEE340 malzemesinin yolcu kabinine ilettiği kuvvetin %32 daha az, oluşturduğu yer değiştirme miktarının %11 daha fazla olduğu görülmüştür. In this study, a frontal collision scenario (rigid wall test) is simulated in a computer environment using a half vehicle model for two different sheets of steel that are frequently used in automotive industry. The effects of materials, namely FEE340 steels in HSLA (High-Strength Low Allow) family and DP600 steels in DP (Dual Phase) family compared as front collision rails on crash performance of a vehicle. Front bumper cross member, crash box and collision rail in the model were designed using Siemens NX software. The pre-processing stage of collision elements before the dynamic analysis was carried out using Altair Hypermesh software. Abaqus software was used to create the dynamic analysis scenario of the model and to solve the analysis. The amount of energy absorption by each element, the total displacement, the level of the load transferred to the passenger compartment and the crush force efficiency (CFE) results were obtained from the simulations. According to the simulations results, although the CFE coefficients of FEE340 and DP600 materials are close, when the FEE340 material was used, the force transferred to the passenger compartment was 32% less, and the total displacement was 11% higher.