Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Otomobil ön çarpışma bölgesine 'S' şeklinde kavisli çarpışma kolu ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi

Yıl 2023, Cilt: 29 Sayı: 4, 322 - 330, 31.08.2023

Öz

Bu çalışmada, “S” şeklinde bir çarpışma kolu ile güçlendirilmiş, aracın ön çarpışma bölgesinin performansı, klasik düz çarpışma kolununki ile karşılaştırılmıştır. Taşıtlarda çok yöne ve sürekliliğe sahip yük yollarını çıkarmak amacıyla ön taraftan çarpma senaryosu Hyperworks – Optistruct yazılımı ile modeli oluşturulmuş ve aracın topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Çıkarılan yük yolları kullanılarak aracın ön çarpışma bölgesinde yer alan komponentler tasarlanmıştır. Ön çarpışma bölgesi komponentlerinin malzeme özellikleri, bağlantı/temas bölgeleri ve eleman ağ yapılarının oluşturulmasnda Altair Hypermesh yazılımı kullanılmış ve böylece ön işlem adımı tamamlanmıştır. Klasik düz çarpışma koluna sahip ön çarpışma bölgesi ile “S” şeklindeki çarpışma koluyla güçlenedirilmiş ön çarpışma bölgesini karşılaştırmak amacıyla iki farklı çarpışma bölgesi modeli kullanılmış ve analizlerin çözümü için Abaqus çözücüsü kullanılmıştır. Her bir simülasyondan çarpışma bölgesi komponentleri tarafından sönümlenen enerji miktarı, çarpışma bölgesinde meydana gelen toplam deplasman, çarpışma sonucu yolcu kabinine iletilen yükler ve çarpışma kuvvetinin verimliliği (CFE) sonuç olarak elde edilmiştir.

Kaynakça

  • [1] Çakan BG, Ensarioğlu C, Çakır MC. “Farklı oranlarda alüminyum köpük takviyeli çarpışma-kutularının mekanik performanslarının karşılaştırılması”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 21(1), 295-305, 2019.
  • [2] Altın M. “Investigation of performances of energy absorbing profiles having different geometries under oblique loads”. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34(3), 1518-1525, 2019.
  • [3] Ensarioğlu C, Çakan BG, Reis M, Koluk H, Celik H, Uguz A, Cakir MC. “Reinforcement of a thermoplastic crash-box with aluminum foam and tie beams”. Academic Conference on Engineering, IT and Artificial Intelligence (AC-EITAI), Prague, Czech Republic, 10-13 August 2018.
  • [4] Baskin DM, Reed DB, Seel TN, Hunt MN, Oenkal M, Takacs Z, Vollmer AB. “A case study in structural optimization of an automotive body-in-white design”. SAE World Congress & Exhibition, Detroit, United States, 14-17 April 2008.
  • [5] Christensen J, Bastien C, Blundell MV, Gittens A, Tomlin O. “Lightweight hybrid electrical vehicle structural topology optimisation investigation focusing on crashworthiness”. Int. J. Vehicle Structures & Systems, 3(2), 113-122, 2011.
  • [6] Bhosale SH, Kalal MG, Sahu A. “Systematic Approach for Structural Optimization of Automotive Systems”. SAE Technical Paper, Pennsylvania, United States, 01-5018, 2017.
  • [7] Kim, HS, Wierzbicki T. “Closed-form solution for crushing response of three-dimensional thin-walled “S” frames with rectangular cross-sections”. International Journal of Impact Engineering, 30(1), 87-112, 2004.
  • [8] Liu XT, Liu CH, Shi SL, Zhao LH, Huang H. “The analysis of front rail crash on mini-bus chassis”. International Conference on Computer and Automation Engineering, Singapore, Singapore, 26-28 February 2010.
  • [9] Zhou Y, Lan F, Chen J. “Crashworthiness research on Sshaped front rails made of steel-aluminum hybrid materials”. Thin-Walled Structures, 49(2), 291-297, 2011.
  • [10] Cai K, Wang D. “Optimizing the design of automotive S-Rail using grey relational analysis coupled with grey entropy measurement to improve crashworthiness”. Structural and Multidisciplinary Optimization, 56(6), 1539-1553, 2017.
  • [11] Tahan FJ, Park CK, Morgan RM, Cui C, Brar B, Shanks K, Kan CD. “The Effect of Reduced Mass on Frontal Crashworthiness”. IRCOBI Conference, Gothenburg, Sweden, 11-13 September 2013.
  • [12] Deb A, Gunti RS, Chou C, Dutta U. “Use of truncated finite element modeling for efficient design optimization of an automotive front end structure”. SAE Technical Paper, No. 2015-01-0496, 2015.
  • [13] Saputra H, Rochardjo HS. “The prediction of energyabsorption on the car crush box”. International Science and Technology-Computer (ICST) Conference, Yogyakart, Indonesia, 11-12 July 2017.
  • [14] Wang T, Wang L, Wang C, Zou X. “Crashworthiness analysis and multi-objective optimization of a commercial vehicle frame: A mixed meta-modeling-based method”. Advances in Mechanical Engineering, 10(5), 1-12, 2018.
  • [15] Ramezani-Khansari E, Nejad FM, Moogeh S. “Comparing time to collision and time headway as safety criteria”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(6), 669-675, 2020.
  • [16] Anonim. “Mazda Skyactiv-Body Technology” https://www.mazda.com/en/archives/skyactiv/skyactiv -body/ (20.05.2019).
  • [17] Rahman MM, Rosli AB, Noor MM. “Fatigue Analysis of Spot-Welded Joints using Finite Element Analysis Approach”, Regional Conference On Engineering Mathematics, Mechanics, Manufacturing & Architecture, Kuala Lumpur, Malaysia, 27-28 November 2007.

Improving the load distribution in the automobile front collision zone by adding 'S' shaped curved collision rail

Yıl 2023, Cilt: 29 Sayı: 4, 322 - 330, 31.08.2023

Öz

In this study, the performance of the front collision zone of the vehicle, reinforced with an S-shaped front collision rail, was compared to that of the classic straight front collision rail. In order to create a safe living cage in automobiles, half vehicle model was used and the collision performances of two different front collision zone models were compared. Torsion, bending and frontal impact scenarios were created with Hyperworks-Optistruct software to obtain versatile and continuous load paths in the vehicle. Vehicle front collision zone elements were designed with Siemens NX software based on the resulting load paths. Altair Hypermesh software was used to create the material properties, connection/contact zones and element mesh structures of the front collision zone components, and thus the preprocessing step was completed. Two different collision zone models were used to compare the collision zone with the classic arm and the one reinforced with the “S” shaped collision arm. The amount of energy absorbed by the collision zone components, the total displacement in the collision zone, the loads transmitted to the passenger cabin and the efficiency of the collision force (CFE) were obtained from each simulation.

Kaynakça

  • [1] Çakan BG, Ensarioğlu C, Çakır MC. “Farklı oranlarda alüminyum köpük takviyeli çarpışma-kutularının mekanik performanslarının karşılaştırılması”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 21(1), 295-305, 2019.
  • [2] Altın M. “Investigation of performances of energy absorbing profiles having different geometries under oblique loads”. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34(3), 1518-1525, 2019.
  • [3] Ensarioğlu C, Çakan BG, Reis M, Koluk H, Celik H, Uguz A, Cakir MC. “Reinforcement of a thermoplastic crash-box with aluminum foam and tie beams”. Academic Conference on Engineering, IT and Artificial Intelligence (AC-EITAI), Prague, Czech Republic, 10-13 August 2018.
  • [4] Baskin DM, Reed DB, Seel TN, Hunt MN, Oenkal M, Takacs Z, Vollmer AB. “A case study in structural optimization of an automotive body-in-white design”. SAE World Congress & Exhibition, Detroit, United States, 14-17 April 2008.
  • [5] Christensen J, Bastien C, Blundell MV, Gittens A, Tomlin O. “Lightweight hybrid electrical vehicle structural topology optimisation investigation focusing on crashworthiness”. Int. J. Vehicle Structures & Systems, 3(2), 113-122, 2011.
  • [6] Bhosale SH, Kalal MG, Sahu A. “Systematic Approach for Structural Optimization of Automotive Systems”. SAE Technical Paper, Pennsylvania, United States, 01-5018, 2017.
  • [7] Kim, HS, Wierzbicki T. “Closed-form solution for crushing response of three-dimensional thin-walled “S” frames with rectangular cross-sections”. International Journal of Impact Engineering, 30(1), 87-112, 2004.
  • [8] Liu XT, Liu CH, Shi SL, Zhao LH, Huang H. “The analysis of front rail crash on mini-bus chassis”. International Conference on Computer and Automation Engineering, Singapore, Singapore, 26-28 February 2010.
  • [9] Zhou Y, Lan F, Chen J. “Crashworthiness research on Sshaped front rails made of steel-aluminum hybrid materials”. Thin-Walled Structures, 49(2), 291-297, 2011.
  • [10] Cai K, Wang D. “Optimizing the design of automotive S-Rail using grey relational analysis coupled with grey entropy measurement to improve crashworthiness”. Structural and Multidisciplinary Optimization, 56(6), 1539-1553, 2017.
  • [11] Tahan FJ, Park CK, Morgan RM, Cui C, Brar B, Shanks K, Kan CD. “The Effect of Reduced Mass on Frontal Crashworthiness”. IRCOBI Conference, Gothenburg, Sweden, 11-13 September 2013.
  • [12] Deb A, Gunti RS, Chou C, Dutta U. “Use of truncated finite element modeling for efficient design optimization of an automotive front end structure”. SAE Technical Paper, No. 2015-01-0496, 2015.
  • [13] Saputra H, Rochardjo HS. “The prediction of energyabsorption on the car crush box”. International Science and Technology-Computer (ICST) Conference, Yogyakart, Indonesia, 11-12 July 2017.
  • [14] Wang T, Wang L, Wang C, Zou X. “Crashworthiness analysis and multi-objective optimization of a commercial vehicle frame: A mixed meta-modeling-based method”. Advances in Mechanical Engineering, 10(5), 1-12, 2018.
  • [15] Ramezani-Khansari E, Nejad FM, Moogeh S. “Comparing time to collision and time headway as safety criteria”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(6), 669-675, 2020.
  • [16] Anonim. “Mazda Skyactiv-Body Technology” https://www.mazda.com/en/archives/skyactiv/skyactiv -body/ (20.05.2019).
  • [17] Rahman MM, Rosli AB, Noor MM. “Fatigue Analysis of Spot-Welded Joints using Finite Element Analysis Approach”, Regional Conference On Engineering Mathematics, Mechanics, Manufacturing & Architecture, Kuala Lumpur, Malaysia, 27-28 November 2007.
Toplam 17 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Makine Mühendisliği (Diğer)
Bölüm Makale
Yazarlar

Fahri Berk Bilbay Bu kişi benim

Murat Reis

Betül Gülçimen Çakan Bu kişi benim

Cihat Ensarioglu

Mustafa Cemal Çakır

Yayımlanma Tarihi 31 Ağustos 2023
Yayımlandığı Sayı Yıl 2023 Cilt: 29 Sayı: 4

Kaynak Göster

APA Bilbay, F. B., Reis, M., Gülçimen Çakan, B., Ensarioglu, C., vd. (2023). Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde kavisli çarpışma kolu ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(4), 322-330.
AMA Bilbay FB, Reis M, Gülçimen Çakan B, Ensarioglu C, Çakır MC. Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde kavisli çarpışma kolu ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. Ağustos 2023;29(4):322-330.
Chicago Bilbay, Fahri Berk, Murat Reis, Betül Gülçimen Çakan, Cihat Ensarioglu, ve Mustafa Cemal Çakır. “Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde Kavisli çarpışma Kolu Ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29, sy. 4 (Ağustos 2023): 322-30.
EndNote Bilbay FB, Reis M, Gülçimen Çakan B, Ensarioglu C, Çakır MC (01 Ağustos 2023) Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde kavisli çarpışma kolu ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 4 322–330.
IEEE F. B. Bilbay, M. Reis, B. Gülçimen Çakan, C. Ensarioglu, ve M. . C. Çakır, “Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde kavisli çarpışma kolu ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 29, sy. 4, ss. 322–330, 2023.
ISNAD Bilbay, Fahri Berk vd. “Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde Kavisli çarpışma Kolu Ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29/4 (Ağustos 2023), 322-330.
JAMA Bilbay FB, Reis M, Gülçimen Çakan B, Ensarioglu C, Çakır MC. Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde kavisli çarpışma kolu ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;29:322–330.
MLA Bilbay, Fahri Berk vd. “Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde Kavisli çarpışma Kolu Ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 29, sy. 4, 2023, ss. 322-30.
Vancouver Bilbay FB, Reis M, Gülçimen Çakan B, Ensarioglu C, Çakır MC. Otomobil ön çarpışma bölgesine ’S’ şeklinde kavisli çarpışma kolu ekleyerek yük dağılımının iyileştirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;29(4):322-30.





Creative Commons Lisansı
Bu dergi Creative Commons Al 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.