İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi

Mehmet Ali GÜLER (TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
4 2

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 123 Proje No: 115M025 Proje Bitiş Tarihi: 01.05.2016 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 19-11-2019

İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi

Öz:
Yapılan bu çalışmada farklı geometrik yapılara sahip içi boş ve içi alüminyum esaslı metalik köpük malzeme ile dolu crash boxların enerji absorbsiyon kapasiteleri araştırılmıştır. Proje kapsamında daha önceden literatürde bulunan çalışmaların doğrulama işlemleri gerçekleştirilmiş ve özgün yapıda yeni crash boxların tasarımları yapılmıştır. Tasarımları yapılan crash boxlar sonlu elemanlar yöntemi ile analizlere tabi tutulmuş ve enerji absorbsiyon kapasiteleri belirlenmiştir. Enerji absorbsiyon kapasiteleri belirlenen crash boxlardan en yüksek değere sahip iki tanesi ve temel model Al 6061_T651 malzemesinden tel erezyon yöntemi ile imal ettirilmiştir. Üretilen crash boxların içine yerleştirilmek üzere AlMg1Si0,6TiH20,8 alaşımlı köpürmeye hazır preform malzeme kullanılmıştır. Yapılan köpürtme işlemleri sonucunda optimum köpürtme koşullarının 750 C0?de ve ~7,5 dk içinde gerçekleştiği belirlenmiştir. Bu üretim koşullarında yoğunluğu 0,628 g/cm3 olan crash boxların içini dolduracak sayıda alüminyum esaslı metalik köpük malzemeler üretilmiştir. Üretilen bu alüminyum köpük malzemeler crash boxların içerisine uygun formalarda sıkı geçecek biçimde yerleştirilmiştir. İçi boş ve içi alüminyum esaslı köpük malzeme ile dolu crash boxlar daha sonra quasi-statik test koşullarında 2 mm/dk?lık deformasyon hızında basma testine tabi tutulmuştur. Testlerin sonunda crash boxlar öngörüldüğü şekilde deforme olmamış ve belli bir süre içerisinde kenarlarından patlamalar gerçekleşmiş, bazı crash boxlar tamamen parçalanmıştır. Öngörülemeyen bu durum karşısında crash boxların sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilememiştir. Bu yüzden yapılacak deneysel çalışmaların sonlu elemanlar analizleri ile doğrulanabilmesi için yuvarlak kesitli başka crash boxlar temin ediliş ve bu crash boxlara aynı önceki test koşullarında quasi-statik testler yapılmıştır. Bu sefer test sonuçları öngörüldüğü gibi elde edilmiş ve daha sonra sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilerek doğrulanmıştır. Çalışmanın sonunda özgün olarak tasarlanan içi alüminyum esaslı metalik köpük malzeme ile dolu crash boxların içi boş crash boxlara göre çok daha fazla enerji absorbe edebildiği anlaşılmıştır.
Anahtar Kelime: çarpışma analizi Ls-Dyna Sonlu elemanlar yöntemi Crash box Alüminyum köpük malzeme

Konular: Mühendislik, Makine Malzeme Bilimleri, Özellik ve Test
Erişim Türü: Erişime Açık
  • A.G. MAMALİS , D.E. Manolakos , M.B. Ioannidis , P.K. Kostazos & G. Hassiotis (2001). Finite element simulation of the axial collapse of thin-wall square frusta. International Journal of Crashworthiness, 6(2), 155-164.
  • FARKLI MALZEME VE GEOMETRİK ÖZELLİKLERE SAHİP KAREKESİTLİ ÇARPIŞMA KUTULARININ ENERJİ ABSORBSİYONKAPASİTELERİNİN ARAŞTIRILMASI (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Poster Sunum)
  • AHMAD, Z., Thambiratnam, D.P. (2008). Dynamic Computer Simulation and Energy Absorption of Foam-Filled Conical Tubes Under Axial İmpact Loading. Computers and Structures, 1(87), 187-197.
  • AHMAD, Z., Thambiratnam, D.P. (2009). Crushing Response of Foam-Filled Conical Tubes Under Quasi-Static Axial Loading. Material and Design, 1(30), 2393-2403.
  • AKAY, L. (2005). Konpozit Boruların Darbe Yüklerine Karşı Davranışlarının İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 40-85.
  • AKTAY, L., Çakıroğlu, C., Güden, M. (2011). Quasi-Static Axial Crushing Behavior of Honeycomb-Filled Thin-Walled Aluminum Tubes. The Open Materials Science Journal, 5, 184-193.
  • ALGHAMDİ, A.A.A. (2001). Collapsible impact energy absorbers: an overview. Thin- Walled Structures, 39(2), 189-213.
  • ALGHAMDİ, A.A.A. (2001). Collapsible impact energy absorbers: an overview. Thin- Walled Structures, 39(2), 189-213.
  • AMJAD, S. (2001). Thermal Conductivity and Noise Attenuation in Aluminium Foams, Yüksek Lisans Tezi, Wolfson College University of Cambridge Graduate School Of Natural and Applied Sciences, Cambridge, 10-11.
  • ASHBY, F.M., Evans, A.G. (Editörler). (2000). Metal Foam, Boston:Elsevier, 30-50.
  • BABCSÁN, N., Banhart, J., Leitlmeier, D. (2003, 5-7 Kasım ). Manufacture and Physics of Foaming. International Conference “Advanced Metallic Materials”, Slovakia.
  • BANHART, J. (1998, 13-15 Nisan ). Mechanical properties of metal foams. Conference contributions on cellular metals , San Francisco.
  • BANHART, J. (2000). Manufacture, Characterisation and Application of Cellular Metals and Metal Foams. Progress in Materials Science, 46(6), 562-622.
  • CERİT, M. E. (2011). Şehirler Arası Otobüslerde Önden Çarpışma Enerjisini Yutucu Pasif Güvenlik Sisteminin Geliştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 7-19.
  • CENGİZ, A., Uçar. M. (2009, 13-15 Mayıs ). Çift Kollu Sarkaç Tipi Çarpma Test Düzeneğinin Tasarımı ve İmalatı. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, Karabük.
  • ÇİNİCİ, H. (2004). Toz Metalurjisi Yöntemi İle Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Üretimi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri, Ankara, 17-23.
  • ÇİNİCİ, H. (2012). Toz Metalurjisi Yöntemi İle Al Esaslı Parçacık Takviyeli Sandviç Metalik Köpük Üretimi Ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri, Ankara, 3-13.
  • DAHİL, L., Başpınar, S., Karabulut, A. (2011). Gözenekli Malzemelerin Sönümlemeye Etkisi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(1), 1-7.
  • DEMİRHAN, P.A. (2010). Kompozit Metal Köpük Malzemelerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri, Edirne, 14-14.
  • DEMİRCİ, E., Yıldız, A.R., Semerci, F. (2014, 26-24 Mayıs ). Taşıtlarda önden çarpışma performasını etkileyen enerji yutucularının optimum tasarımı. 7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi, Bursa.
  • DEMİRTAŞ, H. (2010). Toz Metalurjisi Yöntemi İle Alüminyum Esaslı Köpük Sandviç Yapı Üretimi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri, Ankara, 22-22.
  • ELGALAİ, A.M., Mahdi, E., Hamouda, A.M.S., Sahari, B.S. (2004). Crushing Response of Composite Corrugated Tubes to Quasi-Static Axial Loading. Composite Structures, 66(1), 666-671.
  • GERGELY, V., Degischer, H.P., Clyne, T.W. (2000). Recycling of MMCs and production of metallic foams. Comprehensive Composite Materials, 3(1), 10-10.
  • GÖKMEN, U. (2009). Toz Metalurjisi Yöntemi ile Al Esaslı Parçacık Takviyeli Metalik Köpük Üretimi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri, Ankara, 22-22.
  • GRİŠKEVİČİUS, P., Žiliukas, A. (2003). The Crash Energy Absorption of the Vehicles Front Structures. Transport, 18(2), 97-101.
  • GUİ, M.C.,Wang, D.B., Wu, J.J., Yuan, G.J., Li, C.G. (2000). Deformation and damping behaviors of foamed Al8211;Si8211;SiCp composite. Materials Science and Engineering, 286(2), 282-288.
  • GÜDEN, M. Kavi, H. (2006). Quasi-static axial compressive behavior of constraint hexagon and square-packed empty and aluminum foam-filled aluminum multi-tubes. Thin-Walled Structures, 44(7), 739-750.
  • HANSSEN, A.G., Hopperstad, O.S., Langseth, M. (2010). Design of Aluminium Foam- Filled Crash Boxes of Square and Circular Cross-Sections. International Journal of Crashworthiness, 6(2), 177-188
  • HANSSEN,A.G., Hopperstad, O.S., Langseth,M.,Ilstad,H. (2002). Validation of constitutive models applicable to aluminium foams. International Journal of Mechanical Sciences, 1(44), 359-406.
  • HOSSEİNİPOUR, S.J., Daneshi, G.H. (2003). Energy absorbtion and mean crushing load of thin-walled grooved tubes under axial compression. Thin-Walled Structures, 41(1), 31-46.
  • HOU, S., Li, Q., Long, S., Yang, X., Li, W. (2008). Multiobjective optimization of multi-cell sections for the crashworthiness design. International Journal of Impact Engineering, 35(11), 1355-1367.
  • İNTERNET: European New Car Assesstment Programme (1994). %40 Ofsetli Önden Çarpma Standartı. European, Vol. URL: http://tr.euroncap.com/tr/tests/frontimpact.aspx, Son Erişim Tarihi: 11.11.2014
  • JİN, S.Y., Altenhof,A. (2007). Comparison of the load/displacement and energy absorption performance of round and square AA6061-T6 extrusions under a cutting deformation mode. International Journal of Crashworthiness, 12(3), 265-278.
  • KALKAN, Y. (2012). Vakum Döküm Yöntemi İle Açık Gözenekli Alüminyum Köpük Üretimi, Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri, Afyon, 4-7.
  • Kádár, C.S., Kenesie, P., Lendvai, J., Rajkovits, Z.S. (2005). Energy Absorption Properties of MEtal Foams . Mater World, 50(6), 1-5.
  • KİM, S.B., Huh, H., Lee, G.h., Lee, M.Y., Yoo, J.S., (2008). Design of the Crash Section Shape of An Aluminum Crash Box For Crashworthiness Enhancement Of A Car. International Journal of Modern Physics B, 22(31), 5578-5583.
  • LANGSETH. M., Hopperstad, O.S. Hanssen, A.G. (1998). Crash behaviour of thin-walled aluminium members. Thin-Walled Structures, 32(1-3), 127-150.
  • LANGSETH. M., Hopperstad. (1996). Static And Dynamic Axial Crushing of Square Thin- Walled Aluminium Extrusions . International Journal of Impact Engineering, 18(7-8), 949- 968.
  • LEE, S., Hahn, C., Rhee, M., Oh, J.E (1999). Effect of triggering on the energy absorption capacity of axially compressed aluminum tubes. Materials and Design, 20(1), 31-40.
  • LEE, D.G., Lim,T.S., Cheon, S.S. (2000). Impact Energy Absorption Characteristics of Composite Structures. Composite Structures, 50(1), 382-390.
  • LEE, S., Hahn, C., Rhee, M., Oh, J.E (1999). Effect of triggering on the energy absorption capacity of axially compressed aluminum tubes. Materials and Design, 20(1), 31-40.
  • LİVERMORE SOFTWARE TECHNOLOGY CORPORATİON. (2013). Ls-Dyna Keyword Users, Manual Volume II. California: Livermore, 728-730.
  • MİRFENDERESKİ, L., Salimi, M., Ziaei-Rad, S. (2008). Parametric Study and Numerical Analysis of Empty and Foam-Filled Thin-Walled Tubes Under Static and Dynamic Loadings. International Journal of Mechanical Sciences, 1(50), 1043-1057.
  • MİYOSHİ, T., Itoh, M., Akimaya, S., Kitahara. A. (1998, 13-15 Nisan ). Aluminum Foam "Alporas" : The Production Process, Properties and Applications. Materials Research Society Symposium Proceeding , California.
  • MOTZ, C., Pippan, R. (2001). Deformation behaviour of closed-cell aluminium foams in tension. Acta Materialia, 49(13), 2463-2470.
  • NAGEL, G.M., Thambiratnam, D.P. (2004). Dynamic simulation and energy absorption of tapered thin-walled tubes under oblique impact loading. International Journal of Impact Engineering, 32(10), 1595-1620.
  • OKA, H.S (2009). Alüminyum köpük metallerin farklı yükleme koşullarındaki mekanik özelliklerinin deneysel ve matematiksel modellenmesi, Doktora Tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, 105-120.
  • OKA, H.S. (2009). Alüminyum Köpük Metalinin Farklı Yükleme Koşullarındaki Mekanik Özelliklerinin Deneysel ve Matematiksel Modellenmesi, Doktora Tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri, Bursa, 3-3
  • ÖZTÜRK, İ., Kaya, N. (2008). Otomobil Ön Tampon Çarpışma Analizi ve Optimizasyonu. Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 13(1), 119-127.
  • RAJENDRAN, R., Sai, K.P., Chandrasekar, B., Gokhale, A., Basu, S. (2009). Impact Energy Absorption of Aluminium Foam Fitted AISI 304L Stainless Steel Tube. Materials & Design, 30(5), 1777-1784.
  • REYES,A.,Hopperstad,O.S.,Berstad,T.,Hanssen,A.G.,Langseth,L. (2003). Constitutive modeling of aluminum foam including fracture and statistical variation of density. European Journal of Mechanics A/Solids, 22(6), 815-835.
  • SEZER, Ş.D. (2009). Kompakt Toz Ergitme Tekniği İle Alüminyum Köpük Üretimi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri, İstanbul, 22-24.
  • SERTKAYA, A.A. (2008). Alüminyum Köpüğün Isı Değiştiricisi Olarak Tasarımı ve Isı Transferi Modeli, Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri, Konya, 2-5.
  • STÖBENER, K., Baumeister, J., Lehmhus, D., Stanzick, H., Zöllmer V. (2003,5-7 Kasım ). Composites Based on Metallic Foams: Phenomenology; Production; Properties and Principles. International Conference “Advanced Metallic Materials”, Slovakia.
  • SJÖGREN, A., Nylinder, A., Holmkvist, A. (2004, 31 Mayıs - 3 Haziran ). Energy absorption capability of low-cost composite materials. 11 th European Conference on Composite Materials, Greece.
  • SİMANCÍK, F., Jerz, J., Kovácik, J., Minár, P. (1997). Aluminium foam - a new light- weight structural material. Metallic Materials, 35(4), 265-277.
  • TOKSOY, A.K. (2009). Optimization of the Axcial Crushing Behavior of Closed-Cell Aluminum Foam Filled Welled 1050 AL Square-Cross Section Crash Boxes, Yüksek Lisans Tezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fen Bilimleri, İzmir, 20-138
  • TÜRKER, M. (2009, 13-15 Mayıs ). Toz metalurjisi yöntemi ile alüminyum köpük üretimi. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, Karabük .
  • WU, S., Zheng G., Sun G., Liu Q., Li G., Li Q. (2016). On design of multi-cell thin-wall structures for crashworthiness. International Journal of Impact Endineering, 1(88), 102- 117.
  • XİNGNAN, L., Yanxiang, L. (2012). Prediction of melt residual in batch tip gas injection foaming process. Journal of Materials Processing Technology, 212(1), 180-183.
  • YAVUZ, İ., Başpınar, M.S., Bayrakçeken, H. (2009). Metalik Köpük Malzemelerin Taşıtlarda Kullanımı. Taşıt Teknolojileri Elektronik Dergisi, 1(3), 44-49.
  • Yavuz, İ. (2012). Taşıtlarda Kullanılan Metal Köpüklerin Yapısal Özelliklerinin İyileştirilmesi, Doktora Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri, Afyon, 19-22.
  • YAVUZ, A. (2011). Boşluk Tutucu Tekniği İle Alüminyum Esaslı Metal köpük Üretimi, Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri, Afyon, 8-11.
  • YAVUZ, İ., Başpınar, M.S., Bayrakçeken, H. (2011, 16-18 Mayıs ). Ergitme Yöntemi İle Üretilen Alüminyum Köpüklerde Değişik Oranlarda SiC ve Al2O3 İlavesinin Köpürme Üzerindeki Etkisi. 6th International Advanced Technologies Symposium, Elazığ.
  • YILDIRIM, Ş. (2010). Parçacık Takviyeli Alüminyum Köpük Metalin Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri, Kütahya, 35-39.
  • ZAMAN, E. (2011). Açık Hücreli Alüminyum Köpük Üretimi ve KArakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri, İstanbul, 3-6.
  • ZAMAN, E. (2011). Açık hücrelialüminyum köpük üretimi ve karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 10-10.
  • ZAREİ, H., Kröger, M. (2006). Optimum honeycomb filled crash absorber design. Materials and Design, 29(1), 193-204.
APA GÜLER M (2016). İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. , 1 - 123.
Chicago GÜLER Mehmet Ali İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. (2016): 1 - 123.
MLA GÜLER Mehmet Ali İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. , 2016, ss.1 - 123.
AMA GÜLER M İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. . 2016; 1 - 123.
Vancouver GÜLER M İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. . 2016; 1 - 123.
IEEE GÜLER M "İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi." , ss.1 - 123, 2016.
ISNAD GÜLER, Mehmet Ali. "İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi". (2016), 1-123.
APA GÜLER M (2016). İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. , 1 - 123.
Chicago GÜLER Mehmet Ali İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. (2016): 1 - 123.
MLA GÜLER Mehmet Ali İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. , 2016, ss.1 - 123.
AMA GÜLER M İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. . 2016; 1 - 123.
Vancouver GÜLER M İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi. . 2016; 1 - 123.
IEEE GÜLER M "İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi." , ss.1 - 123, 2016.
ISNAD GÜLER, Mehmet Ali. "İçi Boş Ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme Ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi". (2016), 1-123.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
24-04-2024 1:33

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları