Browsing by Author "Kösedağ, Ertan"

Now showing 1 - 2 of 2

Investigation of Energy Absorption Capabilities of Cylindrical Crash Boxes Made of Glass Fiber Reinforced Polymer Matrix Composite Wrapped at Different Angles
(2023) Tay, Mehmet; Kösedağ, Ertan
Hızla gelişen otomotiv endüstrisinde araç sayısının artması ve araç kullanan kişi sayısının artmasıyla beraber trafikte ciddi derecede araç yoğunluğu oluşmaktadır. Bunun sonucunda önemli derecede maddi ve ölümcül sonuçlara neden olan trafik kazaları meydana gelmektedir. Trafik kazalarının sonucunda meydana gelen bu olumsuzlukları önlemek amacıyla yani, araçlardaki maddi hasarı ve araç içindekilerin minimum seviyelerde etkilenmelerini sağlamak için çarpışma kutuları imal edilmiştir. Çarpışma kutuları araçlardaki herhangi bir çarpışma sırasında çarpışmanın etkisiyle oluşan kuvvetten meydana gelen enerjiyi aracın sonraki bölümlerine ve araçtaki kişilerce az hissedilmesini sağlayan elemanlardır. Çarpışma kutularının enerji absorbe etme performansları hayati derecede önemli olabilmektedir. Çarpışma kutularının enerji absorbe etme kapasitelerini arttırmak için önemli derecede çalışmalar yapılmış ve hala yapılmaktadır. Günümüze kadar çarpışma kutuları düşük karbonlu çelik, yüksek karbonlu çelik, alüminyum ve alaşımlarından imal edilmiş ve otomotiv endüstrisinde aktif olarak kullanılmıştır. Fakat son yıllarda gelişen endüstri ile beraber sürdürülebilirlik, hafiflik ve yakıt tasarrufu gibi konuların ön plana çıkması ve önem kazanmasıyla beraber çarpışma kutularının bu amaç doğrultusunda imal edilip tasarlanması, yeni araştırma ve geliştirmelere neden olmuştur. Bu tez çalışmasında amaç bugüne dek metal veya alaşımlarından imal edilen çarpışma kutularının malzemesini değiştirerek polimer matrisli kompozitten çarpışma kutuları imal etmek ve kompozit malzemenin mekanik özelliklerinin sağladığı avantajlar çerçevesinde enerji sönümleme yeteneklerini belirlemek ve karşılaştırmaktır. Bilindiği üzere fiber takviyeli polimer matrisli kompozitler anizotropik yapıya sahip malzemelerdir. Bu sebeple fiber yönelim açısının mekanik dayanım üzerindeki etkileri bu çalışma ile hedeflenmiştir. Bu çalışmada fiber takviyeli polimer matrisli kompozit malzeme imal edilirken takviye malzemesi (fiber) olarak cam elyaf, matris (ana) malzeme olarak ise termoset polimer grubundan olan epoksi reçine tercih edilmiştir. Kompozit çarpışma kutusu numuneleri takviye malzemesinin kalıp malzemeye farklı açılarla sarılıp, epoksi reçine ve sertleştirici ile bağlanarak, vakum infüzyon tekniği ile matris malzemenin numune boyunca homojen dağılmasının sonucunda imal edilmişlerdir. Elde edilen kompozit çarpışma kutusu numuneleri basma testine tabi tutulup enerji sönümleyebilme kapasiteleri ve buna bağlı olan diğer parametreleri belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada imal edilen kompozit çarpışma kutusu numunelerinin test sonrasında elde ettiğimiz somut matematiksel verileri karşılaştırılıp yorumlanmıştır. Takviye malzemesi olarak kullanılan cam elyafın liflerinin tek bir doğrultu ve farklı açılarda sarılması sonucunda başta sönümlenen toplam enerji değerleri olmak üzere buna bağlı olan diğer bileşenlerinin de farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Lif yönelimlerinin farklı açılarda olmasının neticesinde mekanik parametrelerindeki bu farkı tespit etmek bakımından bu tez çalışması hedefine ulaşmıştır. 9 adet kompozit çarpışma kutusu numunelerinin test verilerine bakıldığında en yüksek enerji sönümleme performansının 30° ile sarılmış çarpışma kutusu numunesinin gösterdiği görülmektedir. Bu numunenin dışında enerji sönümleme değerleri ele alındığında sırasıyla en yüksek değere sahip numuneler (0, (+30, -30), (0, 90), 45, (+45, -45), 60, 90 ve (+60, -60) )° ile sarılan numunelerdir. Kütle hepsinde eşit olduğu için özgül enerji sönümleme değerleri de enerji sönümleme değerlerine bağlı olarak bu sıralamayla aynıdır. En düşük enerji sönümleme kapasitesine sahip olan (+60, -60)° ile sarılmış numunenin en düşük özgül enerji sönümlemesine ve ortalama deformasyon kuvvetinin maksimum deformasyon kuvvetinden çok düşük olmasından kaynaklı en düşük ezilme kuvveti verimine sahip olduğu görülmektedir.
The Effect of Fiber Type on Energy Absorption Capacities of Crash Boxes Made of Composite Material
(2024) Araz, Zümray; Kösedağ, Ertan
Günümüzde kara yolu ulaşımına rağbet hızla artmaktadır. Bu rağbet sonucu araç sayısındaki artış beraberinde trafik kazalarındaki artışa sebep olmaktadır. Otomotiv endüstrisinde gelişime açık olan, aktif ve pasif olmak üzere iki farklı güvenlik sistemi yer almaktadır. Aktif güvenlik sistemleri olası bir trafik kazasını önlemek, pasif güvenlik sistemleri ise oluşan kaza sonrasında sürücü ya da yolcuların minimum şekilde etkilenmesini sağlamak için yer almaktadır. Aktif güvenlik sistemleri; kilitleme önleyici (ABS), anti patinaj sistemi (ASR), elektronik denge programı (ESP). Pasif güvenlik sistemleri ise; çarpışma kutuları (crash box), emniyet kemeri ve hava yastığıdır. Çarpışma kutuları aracın ön kısmında yer alan şasi demirine bağlıdır. Olası bir çarpışma anında oluşan darbe enerjisini emerek sürücü ya da yolcuların bu darbeden minimum seviyede etkilenmesini sağlamaktadır. Çarpışma kutuları genellikle metal veya alüminyum malzemeden yapılmaktadır. Son zamanların en çok kullanılan malzeme yapılarından kompozit malzemeler birçok mekanik özelliğiyle metal ve alüminyum malzemelerden daha avantajlı, daha mukavim ve daha uzun ömürlü olduğundan tercih alanları artmaktadır. Kompozit malzemeler çarpışma kutularında kullanılıp yüksek enerji absorbsiyonu sağlanarak yolcu ve sürücü güvenliği arttırılır. Bu çalışmada ekolojik dengeyi bozan CO2 emisyonunu azaltmak ve yakıt tasarrufuna katkı sağlamak için araçlarda kullanılan çarpışma kutularının malzeme tipleri ve geometrileri değiştirilerek ağırlıklarını azaltıp mukavim bir hale getirerek kullanıma sunmak istenilmiştir. Vakum infüzyon yöntemi kullanılarak Karbon fiber, Cam fiber ve Aramid fiber malzemelerden oluşturulmuş 3 adet kare, 3 adet dairesel ve 3 adet altıgen toplamda 9 adet numuneden oluşan sistemde eşit şartlarda olacak şekilde 2 mm/dk hızla 50 mm uzunluğunda basma testlerine tabii tutulmuştur. Çalışma sonucunda sönümlenen toplam enerji, maksimum deformasyon kuvveti, ortalama deformasyon kuvveti, ezilme kuvveti verimi ve özgül enerji emilim sayısal verileri elde edilmiştir. Bu verilere bakıldığında karbon fiber takviyeli altıgen geometriye sahip numunenin sönümlenen toplam enerji değeri 246.171 joule ve özgül enerji sönümleme değeri 8577.3 j/kg olarak bulunmuştur. Numuneler arasında en yüksek enerji emilim performansı gösteren numune karbon fiber takviyeli altıgen numunedir.