Bilgisayar destekli çarpışma analizi ile otomobil ön tampon optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, pasif taşıt güvenliğinin en önemli yapı elemanı olan ön tampon sisteminin kaza esnasında emdiği enerji ve yolcu kabinine aktardığı tepki kuvveti sonuçları farklı sac kalınlıkları için araştırılmıştır. Ön tampon sistemi elemanlarının en iyi sonuçları sağlayan kalınlık değerlerinin bulunması amaçlanmıştır. Bu amaçla birebir ölçekli bir taşıt ön tampon sistemi ve basitleştirilmiş bir taşıt gövde kafesi modellenmiş ve ardından bu sistemin 64 km/h hızla rijit duvara önden çarpması bilgisayar destekli olarak analiz edilmiştir. Ön tampon sisteminin ve kafes yapının SEM, gelişmiş sonlu eleman analiz paket programı olan ANSYS'in Explicit Dynamics modülünde oluşturulmuş ve tampon kirişi ile darbe emicilerin et kalınlıkları değiştirilerek 25 adet analiz gerçekleştirilmiştir. Bu analizlerde elde edilen ön tampon sisteminin emdiği enerji ve kafes yapıya gelen tepki kuvveti sonuçları yorumlanmış ve bu sonuçların arasından optimizasyona en uygun olanları seçilmiştir. Optimizasyon problemini tanımlayan fonksiyonlar bu verilere göre oluşturulmuş ve bu problem MATLAB programında çözdürülerek en yüksek emilen enerji / tepki kuvveti oranını sağlayan darbe emicinin kalınlık değeri bulunmuştur.

In this study, the energy absorbed by the front bumper system, which is the most important structural element of passive vehicle safety, during the accident and the reaction force results transferred to the passenger cabin were investigated for different sheet thicknesses. The aim of the front bumper system elements is to find the thickness values which provide the best results. For this purpose, a one-scale vehicle front bumper system and a simplified vehicle body cage were modeled, and then computer-aided analysis of this system with 64 km/h rigid wall front crash was performed. FEM of the front bumper system and cage structure was created in the Explicit Dynamics module of ANSYS, an advanced finite element analysis package program, and 25 analyzes were performed by varying the wall thicknesses of the shock absorbers with the bumper beam. The energy absorbed by the front bumper system and the reaction force results from the cage structure are interpreted and the data set that is most suitable for optimization among these results is selected. The functions describing the optimization problem are constructed according to this equation and the problem is solved in the MATLAB program and the thickness value of the impact absorber providing the highest absorbed energy / reaction force ratio is found.