Akademik Veri Yönetim Sistemi
Albayrak M., Eroğlu M., Kaman M. O., Erdem S., Bozkurt İ., Gür M.(Yürütücü)
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, Üniversite Destekli Diğer Projeler, 2023 - 2024
Çarpışma kutuları trenlerde yolcu güvenliği açısından büyük önem arz eden yapılardır. Günümüzde bu tip yapılar çelik ve türevi metal kutulardan üretilmektedir. Bu proje dahilinde enerji emici çarpışma kutusunun ağırlığının hafifletilmesi, enerji sönümleme yeteneğinin artırılması ve üretimi amaçlanmıştır. Bu amaçlara ulaşmak için alüminyum dış kutu içinde sintaktik (hava boşluklu) kompozit yapı kullanılmıştır. Farklı çaplarda karbon fiber kompozitten üretilen iç borular alüminyum çarpışma kutusuna dikey doğrultuda uzunluk boyunca yerleştirilmiştir. Kutunun çekirdek yapısı, farklı çaptaki bu kompozit borulardan üretilmiştir. Alüminyum kutunun silindirik yapıda olması planlanmıştır. Üretilen kutu numuneleri deneysel ezilme testine tabi tutulmuştur. Çalışmada deneysel sonuçları doğrulamak için LS-DYNA programında sonlu elemanlar analizi yapılmış, kutu için alüminyum malzemede izotropik malzemeler için geçerli Johnson Cook, ortotropik kompozit malzemede Hashin hasar kriteri kullanılmıştır. Bunun için MAT_162 malzeme kartı tercih edilmiştir. Simülasyonda kullanılan malzeme parametrelerinin bazıları biliniyor olup, bazıları analiz kalibrasyonları ile belirlenmiştir. Kutularda kullanılacak kompozit çekirdeğin yapıya hafiflik kazandırması bilinmektedir ve savunma/havacılık gibi birçok endüstri uygulamaları için de elverişlidir. Ancak daha ekonomik ve geleneksel bir yaklaşımla yapı tamamen alüminyumdan da üretilerek sonuçlar absorbe edilen enerji açısından karşılaştırılmıştır. Deneysel ve sayısal sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Alüminyum içerisine karbon fiber borulu çekirdek eklenmesinin, saf alüminyum çekirdek kadar maksimum hasar yükü sağladığı bu durumun ise mukavemet açısından özgül ağırlık başına hibrit yapının daha iyi sonuç sağladığı belirlenmiştir. Bu sonuçlar ışığında, farklı fiber takviyeli kompozit ve metal hibrit sintaktik yapılı kompozitlerin teknolojide birçok alanda özellikle hafifliğin tercih edildiği otomobiller, trenler ve havacılık/savunma alanlarındaki uygulamalar da kullanılabileceği söylenebilir.