Boron çelikleri ile imal edilen yeni nesil araç gövde bileşenlerinde tasarım ve imalat değişkenlerinin incelenmesi
Investigation of design and manufacturing variables in new generation vehicle body components manufactured with boron steel
- Tez No: 860887
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmar Usülleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Otomotiv sektörünün gelişmesi ile birlikte artan araç çeşitliliği ve bireysel araç kullanımı talepleri doğrultusunda; yolcu veya sürücüler için kaza oranları da ciddi bir artış göstermektedir. Kaza istatistiklerine bakıldığında otomotiv mühendislerinin ilk odak noktası araç güvenliği, ardından yakıt verimliliği ve ağırlığın azaltılması olarak görülmektedir. Belirtilen amaçlar ile birlikte otomotivde yolcu güvenliği beklentisi için hem hafif hem de gerekli güvenlik standartlarını sağlayacak bileşenlerin tasarımı ve imalatı ön plana çıkmıştır. Otomotiv üreticileri yeni malzemelerin geliştirilmesi, yeni tasarımlar ve bu tasarımlar için uygun malzeme seçimi ile seçilen malzemelerin çarpışma performansı testlerine odaklanmıştır. Düşük alaşımlarla yüksek mekanik özellikler elde edilebilmesi ve dolayısıyla daha hafif ve mukavemeti yüksek yeni nesil malzemelerin imalatı için malzeme mikroyapısını değiştirebilmek adına sıcak şekillendirme yöntemleri kullanılmaktadır. Sıcak şekillendirme esnasında yer alan ısıtma, soğutma ve şekillendirme aşamalarında malzemenin nihai mikroyapısını etkileyen farklı imalat değişkenleri bulunmaktadır. Her malzemenin sahip olduğu kimyasal kompozisyona göre zaman-sıcaklık-dönüşüm diyagramları farklılık göstereceği için özellikle yeni geliştirilen malzemelere ait optimum imalat koşulları optimizasyonu yapılmalıdır. Doktora çalışması kapsamında; yeni nesil B segment bir araç gövdesinin güvenlik parçası olan B sütunu seçilerek bu parça için daha hafif ve mevcut duruma göre yüksek mekanik özellikler sağlayacak yeni nesil bir çelik kullanılmıştır. Çalışmanın ilk adımı olarak; önerilen tasarım ve çelik ile EuroNCAP standartlarına uygun yanal çarpışma testi simülasyonları gerçekleştirilmiş ve yeni tasarımın ilgili standartlara uygunluğu değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında önerilen çelik, üreticiler tarafından yeni geliştirildiği için imalat koşulları tam olarak bilinmemektedir. Sıcak şekillendirme esnasındaki optimum koşulları belirlemek adına bu çalışmada seçilen fırın sıcaklığı, fırında bekleme süresi, soğutma sıvısı kapasitesi, preste şekillendirme süresi ve pres baskı kuvvetine ait farklı seviyelerde denemeler yapılması amaçlanarak Taguchi deneysel tasarım metodu ile deney numuneleri imal edilmiştir. Elde edilen numuneler için; çekme, sertlik ölçümü, eğme mukavemeti ve darbe enerjisi gibi mekanik değerler incelenmiş ve numunelerin mikroyapıları SEM incelemeleri ile değerlendirilerek optimum imalat koşulları hakkında yorum yapılmış ve ağırlık azaltımı değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
There has been a notable increase in vehicle diversity and individual vehicle usage demands with the advancement of the automotive industry, resulting in a significant rise in accident rates for passengers or drivers. Accident statistics show that automotive engineers primarily focus on vehicle safety, followed by fuel efficiency and weight reduction. In line with these objectives, designing and manufacturing components that are both lightweight and meet necessary safety standards have become crucial for passenger safety expectations in the automotive industry. Manufacturers have been focusing on the development of new materials, designs, and suitable material selection, with a particular emphasis on collision performance testing of selected materials. Hot forming methods alter the material microstructure to achieve high mechanical properties with low alloys, thereby enabling the production of lighter and higher-strength next-generation materials. However, various manufacturing variables during hot forming, such as heating, cooling, and shaping stages, affect the final microstructure of the material. Since time-temperature-transformation diagrams vary depending on the chemical composition of each material, especially for newly developed materials, optimizing the optimum manufacturing conditions is essential. As part of a doctoral study, a new generation steel, which is lighter and provides high mechanical properties, was used for a safety component of a B-segment vehicle body's B-pillar. The first step of the study involved conducting side crash test simulations according to EuroNCAP standards to evaluate the new design's compliance with relevant standards. However, since the manufacturing conditions of the proposed steel are not fully known, experiments were conducted to determine the optimum conditions during hot forming using Taguchi method. The mechanical properties including tensile strength, hardness, bending strength, and impact energy are evaluated. The microstructures were assessed through the use of scanning electron microscopy. The results provided insights into the optimum manufacturing conditions and allowed for potential assessments regarding weight reduction.
Benzer Tezler
- Nokta direnç kaynağı ile birleştirilen yüksek ve ultra yüksek dayanımlı otomotiv çeliklerinin kaynak kabiliyetinin incelenmesi
An investigation on the weldability of resistance spotwelded high and ultra high strength automotive steels
MEHTAP HIDIROĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİZAMETTİN KAHRAMAN
- Bor karbür katkılı toz karışımının çeliklerin bor kaplanmasında kullanılması ve karakterizasyonu
The use of b4c added powder mixtures in boride coating of steels and its characterization
ELİF ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ TALAŞ
- Vites dişli çeliğinin KRTD-bor yöntemi ile borlanması
Boriding of transmission gear steel via CRTD-bor
ALAADDİN CEM OK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ
- Polyester matrisli bor karbür takviyeli nötron radyasyonu zırhlama malzemesi geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Boron carbide reinforced polyester matrised neutron radiation shielding material development and characterization
TUNCAY TUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER
- Akımsız Ni-B-MO kaplamaların abrazif ve korozif özelliklerinin incelenmesi
Investigation on the abrasive and corrosive characteristics of electroless Ni-B-MO platings
İHSAN GÖKHAN SERİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ GÖKŞENLİ