Browsing by Author "Tay, Mehmet"

Now showing 1 - 1 of 1

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.