Kompozit malzeme ile otobüs koltuk braketlerinin üretimi ve sonlu elemanlar yöntemi ile mekanik analizi
Production of bus seat brackets using composite materials and mechanical analysis with the finite element method
- Tez No: 984611
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ DURMUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde artan yakıt tüketimi ve sera gazı emisyonları, taşıtlarda hafif yapısal tasarımların önemini artırmıştır. Özellikle toplu taşıma araçlarında ağırlığın azaltılması, yakıt verimliliğini artırmakta ve çevresel etkileri azaltmaktadır. Bu tez çalışmasında, şehir içi otobüslerde kullanılan yolcu koltuğu braketlerinin yapısal performansı değerlendirilmiş ve geleneksel ST37 çeliği yerine cam elyaf (GFRP) ve karbon fiber (CFRP) takviyeli kompozit malzemeler önerilmiştir. İlk aşamada, mevcut çelik braket tasarımı 68 kg'lık yükleme senaryosu altında sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile analiz edilmiştir. Ardından aynı sınır koşulları korunarak, GFRP ve CFRP malzemelerle üretilen yolcu koltuk braketlerine de uygulanmıştır. İlk GFRP sonlu analiz sonucunda braket yapısında max gerilme ve deformasyonun yüksek olduğu görülmüştür bu doğrultuda yolcu koltuk braket yapısının montaj konumları değiştirilerek optimize edilmiştir ve bu optimize edilen tasarım ile yeniden GFRP ve CFRP'nin sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda maksimum gerilme değeri, ST37 çeliğinde 264 MPa seviyesindeyken, GFRP için 37 MPa ve CFRP için 29 MPa düzeylerine düşmüştür. Deformasyon miktarı ise ST37'de 0,39 mm iken GFRP için 0,77 mm ve CFRP için 0,52 mm seviyelerinde kalmıştır. Yapılan ağırlık analizlerinde, GFRP ve CFRP malzemelerle üretilen braketlerin sırasıyla %55 ve %61 oranında hafifleme sağladığı belirlenmiştir. Bu fark, özellikle yakıt tüketimi ve emisyonların azaltılması açısından önemli avantajlar sunmaktadır. Karbon fiber kompozit daha yüksek dayanım sağlarken, cam elyaf takviyeli yapı ise düşük maliyeti sayesinde daha uygulanabilir bir çözüm olarak öne çıkmıştır. Elde edilen bulgular, kompozit malzemelerin taşıtlarda yalnızca ön, arka mask gibi ve dış panellerde değil, aynı zamanda yolcu koltuk braketlerinde de başarıyla kullanılabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years, increasing fuel consumption and greenhouse gas emissions have heightened the importance of lightweight structural design in vehicles. In public transportation, weight reduction significantly contributes to fuel efficiency and environmental sustainability. This thesis investigates the structural performance of passenger seat brackets used in urban buses and proposes the replacement of conventional ST37 steel with glass fiber (GFRP) and carbon fiber (CFRP) reinforced composite materials. Initially, the steel bracket was analyzed using the finite element method (FEM) under a 68 kg loading condition. The same analysis was then applied to brackets made from GFRP and CFRP, maintaining identical boundary conditions. Preliminary FEM results for GFRP indicated excessive stress and deformation, prompting a redesign of bracket mounting positions. The optimized configuration was subsequently re-analyzed for both GFRP and CFRP. The results showed a significant reduction in maximum stress—from 264 MPa in ST37 to 37 MPa in GFRP and 29 MPa in CFRP. Similarly, deformation decreased from 0.39 mm (ST37) to 0.77 mm (GFRP) and 0.52 mm (CFRP). Weight analysis revealed that GFRP and CFRP brackets achieved reductions of 55% and 61%, respectively. These improvements offer clear advantages in fuel economy and emissions. While CFRP exhibited superior mechanical strength, GFRP emerged as a more cost-effective alternative. Overall, the findings demonstrate that composite materials can be effectively used not only in vehicle body panels but also in load-bearing components such as passenger seat brackets.
Benzer Tezler
- Mekanik bağlantılı, alüminyum malzemeli elektrikli otobüs üst gövdesi tasarımı, bilgisayar destekli analizlerinin yapılması ve kaynaklı çelik gövde ile karşılaştırılması
Design of mechanical fixed, aluminum material used bus upper body, computer aided analysis of the body and comparison with welded steel body
BERKE GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Otomotiv MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN AVCIATA
- Otobüs konstrüksiyonlarında mukavemet arttırıcı takviye malzeme kullanımının kalite ve güvenlik standartlarına uygunluğunun tespiti
The effect of usage of reinforcement materials in bus structures according to quality and safety regulations
EMRE BAŞTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ANIL AKDOĞAN
- Hibrit kompozit gövde profilli otobüsün ECE R66-02 yönetmeliğine uygun devrilme analizi
Hybrid-composite bus superstructure analysis according to the ECE R66-02 regulation
SÜHA ÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Selüloz nanokristal ve fotokatalizör katkısıyla üretilen nanolif hava filtreler ile iç ortam havasında bulunan uçucu organik bileşiklerin giderimi
Removal of volatile organic compounds from indoor air with nanofiber air filter produced with cellulose nanocrystal and photocatalyst additives
ESRA BÜYÜKADA KESİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
- Otobüsler için ece 93 regülasyonuna uygun ön-alt çarpışma koruması
Front Underrun Collision Protection for Buses by ECE 93 Regulation
RAMAZAN KAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Tasarım ve İmalat Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESLİHAN ÖZSOY