Bir taşıt çarpışma kutusunun sonlu elemanlar analizi

Abstract

Kara taşıtlarının çarpışma esnasında sürücü ve yolcu can güvenliğinin artırılması ve bu durumu en az hasar ile atlatmaları adına şasi yapısında gelişen teknoloji ile beraber önemli iyileştirmeler veya değişiklikler olmuştur. Çarpışma durumunda ilk darbeyi absorbe eden çarpışma kutularının geliştirilmesiyle taşıt içerisindeki canlıların bu durumdan olumsuz yönlü daha az etkilendikleri saptanmıştır. Çarpışma kutusu yapısı darbe yükü ile beraber burkulmakta ve böylelikle çarpma kinetik enerjisini bir miktar absorbe etmektedir. Farklı malzeme tipleri ve geometrik şekilleri ile bu yapılar tasarlanabilir. Bu yapılar düz formda olabileceği gibi ondülalı da olabilmektedir. Aluminyum ve çelik serileri ile üretilebileceği gibi bal peteği formunda kompozit olarak da üretilebilir. Söz edilen bu yapısal bileşenin etkilerini test ile incelemek oldukça maliyetli ve zaman alıcı olmaktadır. Bu noktada yapılan tasarımın ortaya çıkaracağı sonuçları ivedi olarak görmek, kıyaslamak ve buna uygun şekilde revize etmek adına bilgisayar destekli mühendislik hesaplamaları yapan çözücülerden faydalanılmaktadır. Yapının matematiksel modeli kütle ve rijitlik formunda kurulduktan sonra belli yükleme ve sınır koşulları altında çözümü için çarpışma analizlerinde açık (explicit) sonlu elemanlar analiz yöntemi kullanılır. Bu çalışma kapsamında LS-DYNA yazılımı ile açık (explicit) sonlu elemanlar analiz yöntemi kullanarak; RCAR standartına göre, 1,6 ton kütleli, yüksekliği ayarlanabilir binek bir kara taşıtının normal süspansiyon yüksekliğinde, herhangi bir açısal çarpma durumu söz konusu olmaksızın dikine düz rijit duvara şehir içi hız olarak belirtilen 50 km/saat ile çarpması durumu incelenmiştir. Lokal olarak sadece çarpışma kutusu katı modeli, çeşitli geometrik değişiklikler ile kullanılmış olup; en iyi durumu bulmak adına reaksiyon kuvveti ve enerji yutumu parametreleri irdelenmiştir.