Hücresel dolgulu alüminyum/pla hibrit çarpışma kutularının yarı statik yükleme koşulları altında ezilme davranışlarının incelenmesi
Investigation of the crushing behavior of cellular-filled aluminum/pla hybrid crash boxes under quasi-static loading conditions
- Tez No: 998448
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERMAN ZURNACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çarpışma kutuları, otomotiv endüstrisinde araç ve yolcu güvenliğini artırmak amacıyla kullanılan en önemli pasif güvenlik elemanlarından birisidir. Bu yapılar, çarpışma anında ortaya çıkan kinetik enerjiyi kontrollü bir şekilde emerek darbeyi sönümlemeyi ve böylece hem yolcuların zarar görmesini hem de aracın yapısal bütünlüğünün bozulmasını engellemeyi hedefler. Bu çalışmada, tez kapsamında geliştirilen PLA dolgulu Al 6063 gövdeye sahip hibrit yapılı çarpışma kutularının yarı statik yük altındaki performansı deneysel ve istatistiksel olarak incelenmiştir. Geliştirilen çarpışma kutusunun hibrit yapısı, silindirik alüminyum dış boru ile bu borunun iç hacmini tamamen dolduran, eklemeli imalat yöntemiyle üretilmiş tek parça silindirik polimer bir iç dolgudan oluşmaktadır. İç dolgu yapısı, eksen boyunca tanımlanmış ve optimize edilebilir segment yapıları içerecek şekilde tasarlanmıştır. Segment tasarımını optimize etmek amacıyla Taguchi deneysel tasarım tekniğinden yararlanılmıştır. Üretilen numuneler üzerinde gerçekleştirilen basma deneylerinin yararlanılarak sönümlenen enerji miktarı, maksimum ezilme kuvveti ve ortalama ezilme kuvveti olarak belirlenen mekanik performans kriterleri hesaplanmıştır. Tasarım parametreleri ile mekanik performans parametreleri arasındaki ilişki istatistiksel analiz yöntemleri ile değerlendirilmiştir. Ardından S/N oranı analizi ile mekanik performans parametrelerini optimize eden segment tasarımları belirlenmiştir. Deneysel sonuçlar, önerilen hibrit yapı ile birlikte segment tasarımının kontrollü bir deformasyon sağladığını ve toplam enerji sönümleme kapasitesini artırdığını ortaya çıkarmıştır. Dış metal gövde ile iç polimer dolgu arasında oluşan etkileşimli deformasyon mekanizmasının, katlanma oluşumunu ve ezilme davranışını belirlemede kritik rol oynadığı belirlenmiştir. Tez çalışması, optimize edilebilir hibrit yapıdaki enerji sönümleyici bileşenlerin, farklı darbe senaryolarına uyarlanabilir bir tasarım yaklaşımı sunduğunu ortaya koymakta olup, elde edilen sonuçlar otomotiv, savunma ve makine mühendisliği uygulamaları için önemli bir potansiyel taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
Crash boxes are one of the most important passive safety elements used in the automotive industry to enhance vehicle and passenger safety. These structures aim to absorb the kinetic energy generated during a collision in a controlled manner, thereby absorbing the impact and preventing both passenger injury and damage to the vehicle's structural integrity. In this study, the performance of hybrid crash boxes with a PLA-filled Al 6063 body, developed within the scope of this thesis, was investigated experimentally and statistically under quasi-static loading. The hybrid structure of the developed crash box consists of a cylindrical aluminum outer tube and a single-piece cylindrical polymer inner filling, produced by additive manufacturing, that completely fills the inner volume of this tube. The inner filling structure was designed to include segment structures defined and optimized along the axis. The Taguchi experimental design technique was used to optimize the segment design. Mechanical performance criteria, such as the amount of absorbed energy, maximum crushing force, and average crushing force, were calculated using compression tests performed on the produced samples. The relationship between the design parameters and the mechanical performance parameters was evaluated using statistical analysis methods. Subsequently, segment designs that optimize mechanical performance parameters were determined through S/N ratio analysis. Experimental results showed that the segment design, combined with the proposed hybrid structure, enables controlled deformation and enhances the total energy absorption capacity. The interactive deformation mechanism between the outer metal housing and the inner polymer filler was determined to play a critical role in determining folding formation and crushing behavior. This thesis demonstrates that energy-absorbing components with an optimized hybrid structure provide a design approach adaptable to various impact scenarios, and the results obtained hold significant potential for applications in automotive, defense, and mechanical engineering.
Benzer Tezler
- Alopesia areatalı olgularda tedavi öncesi ve tedavi sonrası immünolojik özellikler
Başlık çevirisi yok
AYLA GÜLEKON
- Kobay aortasındaki prostasiklin sentezine amilorid ve analoglarının etkisi
Başlık çevirisi yok
AYDIN AKSOY
- Kararlı şartlarda kontrollu katılaştırılmış Zn+%4A1 ve Zn+%4A1 (Cu, Fe ve Mg ilaveli) alaşımlarında mikroyapı ve bileşen dağılımı
Başlık çevirisi yok
AHMET ALTMIŞOĞLU
- Tekne konstrüksiyonunda kullanılabilecek ferrosement yapının mekanik davranışı ve en uygun malzeme bileşenlerinin belirlenmesi
Die Bestimmung der optimalen materialzusammensetzung und das mechanische verhalten des fur den bootsbau geeigneten ferrocements
HALUK KAYA
