Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi

Murat Altın; Selin Arıcı

doi:10.17341/gazimmfd.1287380

Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi

Öz

Araçlar ile ilgili kazalar dünya çapında önemli bir sorundur ve bu durum toplum için büyük bir ekonomik kayıp oluşturmaktadır. Bilindiği üzere, diğer tüm kaza türlerinde olduğu gibi (düşük hızlı kazalar hariç), düz yolda hızla hareket eden araçların çarpması çok kısa bir zaman diliminde gerçekleşir. Bu kısa sürede aracın en az seviyede zarar görmesi istenmektedir. Taşıt yapılarının tasarımında en önemli parçalardan biri enerji sönümleyici profillerdir. Enerji sönümleyici profillerin tasarımında ve test edilmesinde, kaza esnasında en üst seviyede koruma sağlaması istenmektedir. Araçlarda kazalardan kaynaklanan hasarların azaltılması için, son yıllarda çok çeşitli enerji sönümleyici türleri araştırılmıştır. Bu alanda otomotiv endüstrisindeki bir başka önemli eğilim, otomobillerde biyo-ilhamlı geometrik kesit gibi farklı yapıların enerji sönümleyiciler olarak kullanılmasıdır. Bu çalışmada, hibrit tüplerin enerji yutma kabiliyetini geliştirmek için karahindibanın yapısından esinlenerek üç farklı bio-ilhamlı yapı tasarımı yapılmıştır (1M, 2M ve 3M). Tüm modeller aynı koşullarda deforme edilmiştir. Sonuçlar, 3M modelinin performansının diğer modellere göre önemli ölçüde üstün olduğunu göstermiştir. Hibrit tüpler ile geleneksel boş dairesel tüpler (0M) arasında yapılan karşılaştırmada 3M modelinin ezme kuvveti verimliliğinin %8,63, enerji sönümleme kapasitesinin %22,64 arttığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Proje Numarası

FYL-2021-7392

Teşekkür

Bu çalışmaya, FYL-2021-7392 nolu proje ile sağladığı destekten dolayı Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi’ne teşekkür ederiz.

Kaynakça

1. Çavdar A., Uçar M., Kılıçaslan İ., Checking of the high speed faults caused to traffic accident and controling by active safety systems, Journal of Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 23 (1), 187–198, 2008.
2. Alexander, J.M., An approximate analysis of the collapse of thin cylindrical shells under axial loading, The quarterly journal of mechanics and applied mathematics, 13.1, 10-15, 1960.
3. Wierzbicki T., Wlodzimierz A., On the crushing mechanics of thin-walled structures, Journal of Applied Mechanics, 727-734, 1983.
4. Jones, N., Abramowicz W., Static and dynamic axial crushing of circular and square tubes, Metal forming and impact mechanics, 225-247, 1985.
5. Abramowicz, W., T. Wierzbicki, Axial crushing of multicorner sheet metal columns, Journal of Applied Mechanics, 113-120, 1989.
6. San H., Pham N., Chen T. M., Hao H., Lu, G., Crashworthiness analysis of bio-inspired fractal tree-like multi-cell circular tubes under axial crushing, Thin-Walled Structures, 169, 108315, 2021.
7. Mansor M. A., Ahmad, Z., Abdullah M. R., Crashworthiness capability of thin-walled fibre metal laminate tubes under axial crushing, Engineering Structures, 252, 113660, 2022.
8. Zhang X., Cheng G., Zhang H., Theoretical prediction and numerical simulation of multi-cell square thin-walled structures, Thin-Walled Structures, 44 (11), 1185–1191, 2006.

9. Xie S., Yang W., Wang N., Li H., Crashworthiness analysis of multi-cell square tubes under axial loads, International Journal of Mechanical Sciences, 121, 106–118, 2017.
10. Tran T. N., Study on the crashworthiness of windowed multi-cell square tubes under axial and oblique impact, Thin-Walled Structures, 155, 106907, 2020.
11. Mert S. K., Demiral M., Altın M., Acar E., Güler M. A., Experimental and numerical investigation on the crashworthiness optimization of thin-walled aluminum tubes considering damage criteria, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 43 (2), 1-22, 2021.
12. Kazi M., Eljack K., Mahdi E., Design of composite rectangular tubes for optimum crashworthiness performance via experimental and ANN techniques. Composite Structures, 279, 114858, 2022.
13. Zhang H., Zhang X., Crashworthiness performance of conical tubes with nonlinear thickness distribution, Thin-Walled Structures, 99, 35-44, 2016.
14. Alkhatib S. E., Tarlochan F., Eyvazian A., Collapse behavior of thin-walled corrugated tapered tubes, Engineering Structures, 150, 674–692, 2017.
15. Asanjarani A., Dibajian S. H., Mahdian A., Multi-objective crashworthiness optimization of tapered thin-walled square tubes with indentations, Thin-Walled Structures, 116, 26–36, 2017.
16. Acar E., Yılmaz B., Güler M. A., Altın M., Multi-fidelity crashworthiness optimization of a bus bumper system under frontal impact, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 42 (9), 1–17, 2020.
17. Djamaluddin F., Abdullah S., Ariffin A. K., Nopiah Z. M., Optimization of foam-filled double circular tubes under axial and oblique impact loading conditions, Thin-Walled Structures, 87, 1–11, 2015.
18. Fang J., Gao Y., Sun G., Qiu N., Li Q., On design of multi-cell tubes under axial and oblique impact loads, Thin-Walled Structures, 95, 115–126, 2015.
19. Altın M., Acar E., Güler M. A., Foam filling options for crashworthiness optimization of thin-walled multi-tubular circular columns, Thin-Walled Structures, 131, 309-323, 2018.
20. Qi C., Yang S., Dong F., Crushing analysis and multiobjective crashworthiness optimization of tapered square tubes under oblique impact loading, Thin-Walled Structures, 59, 103–119, 2012.
21. Altın M., Investigation of performances of energy absorbing profiles having different geometries under oblique loads, Journal of Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34 (3), 1517–1525, 2019.
22. Vinayagar K., Senthil Kumar A., Crashworthiness analysis of double section bi-tubular thin-walled structures, Thin-Walled Structures, 112, 184–193, 2017.
23. Zarei H., Kröger M., Albertsen H., An experimental and numerical crashworthiness investigation of thermoplastic composite crash boxes, Composite Structures, 85 (3), 245–257, 2008.
24. Wang P., Yang F., Fan H., Lu G., Bio-inspired multi-cell tubular structures approaching ideal energy absorption Performance, Materials and Design, 225, 111495, 2023.
25. Wu F., Chen Y., Zhao S., Hong Y., Zhang Z., Zheng S., Mechanical properties and energy absorption of composite bio-inspired multi-cell tubes, Thin-Walled Structures, 184, 110451, 2023.
26. Hao P., Du J., Energy absorption characteristics of bio-inspired honeycomb column thin-walled structure under impact loading. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 79, 301–308, 2018.
27. Yao R., Pang T., He S., Li Q., Zhang B., Sun G., A bio-inspired foam-filled multi-cell structural configuration for energy absorption, Composites Part B: Engineering, 238, 109801, 2022.
28. Zhang L., Bai Z., Bai F., Crashworthiness design for bio-inspired multi-cell tubes with quadrilateral, hexagonal and octagonal sections, Thin-Walled Structures, 122, 42–51, 2018.
29. Liu S., Tong Z., Tang Z., Liu Y., Zhang Z., Bionic design modification of non-convex multi-corner thin-walled columns for improving energy absorption through adding bulkheads, Thin-Walled Structures, 88, 70–81, 2015.
30. Yang X., Sun Y., Yang J., Pan Q., Out-of-plane crashworthiness analysis of bio-inspired aluminum honeycomb patterned with horseshoe mesostructure, Thin-Walled Structures, 125, 1–11, 2018.
31. Yang J., Gu D., Lin K., Yang Y., Ma C., Optimization of bio-inspired bi-directionally corrugated panel impact-resistance structures: Numerical simulation and selective laser melting process, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 91, 59–67, 2019.
32. Karakuş, R., Tanık, Ç., Optimization of additive manufacturing by vacuum infusion method, Journal of Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 38 (4), 2451-2463, 2023.
33. Güleç, E., Evirgen, B., A scale effect on the geogrids produced with three-dimensional printer technology, Journal of Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 38 (3), 1793-1804, 2023.
34. Duman, B., Özsoy, K., A deep learning-based approach for defect detection in powder bed fusion additive manufacturing using transfer learning, Journal of Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 37 (1), 361-375, 2022.
35. Altın M., Acar E., Güler M. A., Crashworthiness optimization of hierarchical hexagonal honeycombs under out-of-plane impact, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 235 (6), 963–974, 2021.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Murat Altın ^*
0000-0002-2404-2614
Türkiye

Selin Arıcı
0009-0002-1719-1491
Türkiye

Erken Görünüm Tarihi

27 Kasım 2023

Yayımlanma Tarihi

30 Kasım 2023

Gönderilme Tarihi

25 Nisan 2023

Kabul Tarihi

7 Temmuz 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 39 Sayı: 2

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1287380

IZ

https://izlik.org/JA22GX43NF

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Altın, M., & Arıcı, S. (2023). Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 39(2), 1303-1314. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1287380

AMA

1.Altın M, Arıcı S. Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi. GUMMFD. 2023;39(2):1303-1314. doi:10.17341/gazimmfd.1287380

Chicago

Altın, Murat, ve Selin Arıcı. 2023. “Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 39 (2): 1303-14. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1287380.

EndNote

Altın M, Arıcı S (01 Kasım 2023) Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 39 2 1303–1314.

IEEE

[1]M. Altın ve S. Arıcı, “Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi”, GUMMFD, c. 39, sy 2, ss. 1303–1314, Kas. 2023, doi: 10.17341/gazimmfd.1287380.

ISNAD

Altın, Murat - Arıcı, Selin. “Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 39/2 (01 Kasım 2023): 1303-1314. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1287380.

JAMA

1.Altın M, Arıcı S. Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi. GUMMFD. 2023;39:1303–1314.

MLA

Altın, Murat, ve Selin Arıcı. “Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 39, sy 2, Kasım 2023, ss. 1303-14, doi:10.17341/gazimmfd.1287380.

Vancouver

1.Murat Altın, Selin Arıcı. Eksenel yükler altında bio-ilhamlı yapı dolgulu ince cidarlı alüminyum hibrit tüplerin çarpışma performanslarının incelenmesi. GUMMFD. 01 Kasım 2023;39(2):1303-14. doi:10.17341/gazimmfd.1287380