Termoplastik prepreg esaslı ağır ticari araç koltuğu tasarımı, analizi ve üzerine enjeksiyon prosesi ile üretimi
Thermoplastic prepreg based heavy commercial vehicle seat design, analysis and production by over-molding injection process
- Tez No: 701788
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR BORA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Otomotiv endüstrisinde son dönemde kullanımı artan 'üzerine enjeksiyon' (over-molding) yöntemi ile hibrit termoplastik kompozit üretimi önemli bir hafifletme teknolojisi olarak göze çarpmaktadır. Gelişmiş özelliklere sahip yeni bir malzeme oluşturmak için matriste iki veya daha fazla takviye elemanının birleştirilmesine hibrit kompozit denir. Hibrit kompozit, tek bir takviye elemanına sahip kompozite kıyasla üstün özellikler sunar. Bu yöntem aracılığı ile; araçların hafifletilmesi ve proses adımlarının azaltılması gibi temel avantajlar elde edilmekte olup uygun parça seçimi ve tasarım optimizasyonlarına bağlı olarak parça üretim maliyetlerinin de rekabetçi bir noktaya getirilmesi hedeflenmektedir. Bu doğrultuda, hibrit kompozit ile ileri kalıplama teknolojilerini birbirlerine entegre etmek ve belirli yapısal komponentleri, bu teknolojiyi kullanarak üretmek sektörel anlamda önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında kamyon koltuk yapısında kullanılan metal parçanın (S420 MC) kompozit teknolojisi ile üretilmesi amacı ile kullanılacak sürekli cam elyaf takviyeli kompozit malzemenin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi gerçekleştirilmiştir. İlgili koltuk kısmının kompozit olarak üretimi için parça tasarım çalışmaları ve onlara uygulanan ECE R17 regülasyon analizleri gerçekleşmiştir. Bu çalışmada, çalışma ürünü olarak ağır ticari araç yolcu koltuk arkalığı seçilmiştir. Mevcut koltuk iskeleti nin sırt kısmı nın ağırlığı 3200 gr olup ilgili sırtlık S420 MC malzemesi ile imal edilen boruların tasarıma göre bükülmesi ve işlenmesinin ardından birbirlerine kaynaklanmıştır. Bu çaışmada mevcut sırt iskeletinin ağırlığını ve işlem proses sayısını düşürmek için Epoksi reçine esaslı cam elyaf katkılı (OM10) prepreg malzeme üzerine polipropilen / GF 40 (P40B01) hammaddesi kullanılarak üzerine enjeksiyon yöntemi uygulanarak ağırlık 1700 gr'a düşürülmüş ve ağırlık düşüşü başarıyla kanıtlanmıştır. Modellerin kabul kriteri olarak kullanılan malzemelerin mekanik özellikleri (young modülü, maksimum çekme mukavemeti ve poisson oranı değerleri) ilgili kabul aralıkları olarak belirlenmiştir. Tasarım çalışmaları çeşitli senaryolarda analiz edilmiştir. Analiz çalışmaları kapsamında tüm senaryolar için malzemenin mekanik sınırlarını karşılayan tasarım kabul edilen tasarım olarak belirlenmiştir. ECE-R14 analizi için statik bir yükleme koşulu varken, ECE-R17 için dinamik sınır koşulları vardır. Tasarımlarda malzemenin mekanik sınırlarının üzerindeki alanlara feder ler eklenmiş, malzeme kalınlığında revizyonlar yapılmış ve mühendislik değişiklikleri kullanılarak mevcut tasarıma ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The production of hybrid thermoplastic composites is significant lightening technology with over-molding; method, which utilization has increased in recent years at the automotive industry. Combining two or more reinforcing elements into the matrix to compose a new material with enhanced properties is called hybrid composite. Hybrid composite offers superior properties in comparison with the composite which has a single reinforcing element. By favor of related method; prime advantages such as lightening the vehicles and reducing the process steps are obtained and it is aimed to bring the parts production costs to a competitive point depending on the appropriate part selection and design optimizations. In this regard, it is essential to integrate hybrid composite and advanced molding technologies and to produce certain structural components associated with using this technology. Within the scope of this study, the metal part (S420 MC) used in the truck seat structure was modelled along with the finite element method of the continuous glass fiber reinforced composite material that will be used to produce with composite technology. Part design studies and ECE R17 regulation analysis applied to composite production of the relevant seat part have been realized. In this work, heavy commercial vehicle passenger seat backrest was chosen as the study product. The backrest of the existing weight is 3200 gr and the related backrest was welded from S420 MC tube. Based on this, weight reduced to 1700 gr by performing over- molding method under favor of using polypropylene / GF 40 (P40B01) raw material on Epoxy Resin based (OM10) prepreg material and weight reduction have successfully substantiated. The mechanical properties (young's modulus, ultimate tensile strength and poisson ratio values) of the materials used as the acceptance criteria of the models were determined as the relevant acceptance ranges. Design studies have been analyzed in varied scenarios. Within the scope of the analysis studies, the design that encounters the mechanical limits of the material for all the scenarios was determined as the accepted design. While there is a static loading condition for ECE-R14 analysis, there are dynamic boundary conditions for ECE-R17. In the designs, ribs were added to the areas above the mechanical limits of the material, revisions were made in the thickness of the material and the current design was achieved by using engineering changes such as forming.
Benzer Tezler
- Grafen tabanlı nanodolgular ile güçlendirilmiş yeni nesil termoplastik kompozitlerin geliştirilmesi
Development of new generation thermoplastic composites reinforced by graphene based nanofillers
ELÇİN ÇAKAL SARAÇ
Doktora
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU SANER OKAN
- Production of carbon nanotube reinforced nanoprepregs and their characterization
Karbon nanotüp takviyeli nanoprepreglerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
BEYZA BOZALİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- Modeling and testing the flexural behaviour of a CFRP pre-impregnated composite in its molten configuration
CFRP prepreg kompozitlerin ergimiş durumdaki konfigurasyonlarının eğilme davranışlarının modellenmesi ve testi
KAVEH DARGAHI NOUBARY
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Termoplastik kompozitlerin düşük hızlı darbe davranışlarının incelenmesi
Investigation of low velocity impact behaviors of thermoplastics composites
OĞUZHAN DURDU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik BilimleriDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKAN ÖZDEMİR
- Yönlenmiş formda keten elyaf takviyeli termoplastik kompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterizastion of aligned flax fibre reinforced thermoplastic composite material
BURCU KARACA UĞURAL
Doktora
Türkçe
2017
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESEN ÖZDOĞAN