Kompozit malzemelerden üretilmiş otomobil ön tampon sisteminin tasarımı, bağlantı yerlerinin optimizasyonu ve darbe davranışının belirlenmesi

Abstract

Otomobil hibrit ön tampon sistemi üzerine gerçekleştirilen bu çalışma üç aşama barındırmaktadır. İlk aşamada ön tampon sisteminde kullanılan ince cidarlı çelik enerji sönümleyici tüpün hem kalınlık dağılımı hem de geometrik şekli, plastik şekil verme yöntemleri kullanılarak elde edilmiş ve yüksek hızlar altında darbe performansı incelenmiştir. Böylece enerji sönümleyici tüpün darbe performansı, tüpün kalınlık dağılımı ve plastik şekil verme etkisi birlikte değerlendirilerek elde edilmiştir. İkinci aşamada ise, karbon fiber kompozit malzemeden üretilmiş tampon kirişinin tabaka kalınlığı ve yönelimi, çelikten imal edilmiş tampon kirişi referans alınarak, darbeli yükler altında optimize edilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşaması, kompozit tampon kirişi ve ince cidarlı çelik enerji sönümleyici tüp arasındaki bağlantıyı düzenleme üzerine yapılan çalışmaları kapsamaktadır. Bu bağlantı bölgesinde yapıştırıcı kullanılmış olup, farklı mekanik özelliklere sahip üç yapıştırıcı, darbe performansları açısından değerlendirilmiştir. Son olarak, seçilen yapıştırıcı ile oluşturulan hibrit ön tampon sisteminin geometrik özellikleri, yine darbe davranışı göz önünde bulundurularak optimize edilmiştir. Çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar, kalınlık dağılımının ve plastik şekil verme işlemlerinin enerji sönümleyici tüpün darbe performansını önemli ölçüde etkilediğini ve bu ikili etki hesaba katılmaksızın elde edilen sonuçların yanıltıcı olduğunu göstermiştir. Tampon kirişinin optimizasyonu için kullanılan karbon fiber kompozit tamponun, en az çelik tampon kirişi kadar iyi darbe performansı sergilemesinin yanında, ağırlığının önemli ölçüde azaldığı belirlenmiştir. Yapıştırıcılar ile gerçekleştirilen çalışmalar ise, yapıştırıcı kalınlığı ve tampon kirişi yarıçapının, hibrit ön tampon sisteminin darbe performansını doğrudan etkilediğini göstermiştir. Böylece, ön tampon sisteminde farklı malzemelerden yapılmış tampon kirişi ve enerji sönümleyici tüpler arasındaki bağlantı bölgelerinde, yapıştırıcıların güvenle kullanılabileceği de gösterilmiş olmuştur.