Otomobil gövde konstrüksiyonunda bulunan çarpışma kutusu, kaza esnasında kinetik enerjiyi sönümleyerek sürücü ve yolcuların zarar görmesini engellemektedir. Enerjiyi sönümleme ile birlikte hafif tasarımların önem kazandığı çarpışma kutuları için literatürde farklı geometrilerde tasarımlar üzerine araştırmalar yapılmıştır. Bu çalışmada, C1 ve C4 kare profilleri için referans alınan çalışma tekrarlanarak model doğrulaması yapılmıştır. Darbe esnasında profil yüzeyinde meydana gelen toplam kuvvetin artması için yüzey alanını artırmak amacıyla S1 ve S2 olarak adlandırılan spiral geometride iki yeni tasarım hazırlanmıştır. S2 profilin cidar kalınlığı azaltılarak, profilin iç kısmına 90° açıyla eşit cidar kalınlığında rijit plakalar yerleştirilmiştir. Sayısal analiz gerçekleştirmek için hazırlanan tasarımların kütlesi, uzunluğu ve dış çerçeve ölçüleri eşit olacak şekilde kısıtlanmıştır. Analizler sonucunda, spiral geometrideki çarpışma kutusu profillerin yüzey alanı artarken toplam sönümlenen enerji miktarı yükselmiştir. Buna ilave olarak, profile uygulanan darbe süresince oluşan maksimum ezilme kuvvetinin en yüksek olduğu tasarım S2 olarak tespit edilmiştir. Enerji sönümleyiciler ile ilgili yapılan çalışmalarda incelenen parametrelere göre özgül enerji sönümleme için S2 spiral profilin kapasitesi, C4 tasarıma göre 4,03 kj/kg yükseltilmiştir. Aynı zamanda, S2 profilin ezilme kuvveti verimi C4 tasarıma kıyasla % 16,29 artırılmıştır. Enerjinin sönümlenmesi süresince meydana gelen ortalama deformasyon kuvveti % 21,6 artış göstermiştir. Buna göre, otomobil çarpışma kutusu tasarımında üretilebilirlik ve hafiflik kriterleri ele alınarak elde edilen sonuçlar için spiral geometrili profillerin yüksek performans gösterdiği belirlenmiştir. (ORCID ID: 0000-0002-2947-7510)
Anahtar Kelimeler: Enerji Sönümleme, Çarpışma kutusu, Spiral profil.
|
