Hafif Ticari Araç Tamponlarının Bilgisayar Yardımıyla Tasarımı

Abstract

Minibüs, panelvan, minivan, pikap ve benzeri hafif ticarî araçlarda kullanılan tamponların yasa koyucular ve araç üreticileri tarafından belirlenen güvenlik, estetik, hafiflik ve düşük maliyet gibi özelliklere sahip olmaları gerekmektedir. Günümüzde, özellikle otomotiv üreticilerinin oluşan rekabetçi ortam içerisinde, aracın doğru tasarlanması için harcamaları gereken zaman ve para gittikçe azalırken, bütün diğer parçalar gibi tamponun da en kısa sürede ve istenen fonksiyonlara sahip olarak tasarlanıp şartnamelere uygunluğunun onaylanması büyük zaman kazandırıcı ve maliyet düşürücü bir olgudur. Bu süreci en kısa zamanda ve en doğru biçimde tamamlayabilmek için tasarım yöntemi ve özelliklerini doğru öngörmek esas olmalıdır. Yapılan çalışmada hafif ticarî araçlar için tasarlanan tampon sistemlerinin önemi ve beklentiler ve sistemlerin hangi fonksiyonellikleri yerine getirmesi gerektiği ortaya konmuştur. Bu fonksiyonelliklerin detaylarına inilmiş ve bu konuda çeşitli ülkelerde geçerli yönetmelik ve tüzükler incelenmiş ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Sonraki bolümde tampon sistemlerindeki teknik yenilikler ele alınmıştır. Potansiyel hata türleri ve etkileri yaklaşımıyla tampondan beklenen fonksiyonelliklerde oluşabilecek aksaklıklar ve çözüm yollarını ortaya koyan bir rapora yer verilmiştir. Çalışmanın diğer bölümünde ise sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak, seçilen iki tampon için, basamak yükleme analizi yapılmıştır. Ayrıca bu iki tampon için, şartnamelerde geçen basamak yükleme deneyi için bir deney düzeneği hazırlanmış ve deney sonunda elde edilen bilgiler analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Tampon sistemlerinin tabi tutulduğu yavaş çarpma testleri ve kabul kriterleri ile ilgili detaylı bilgiler verilmiştir. Bu testlerden, ele alınan vakalardan biri olan hafif ticari araç tamponunun test sonuçları değerlendirilmiştir. Son bolümde ise sonuçlar, değerlendirmeler ve önerilere yer verilmiştir.

The bumper systems used on light commercial vehicles such as vans, minivans and pick-up trucks must have some functionalities that are defined by the laws, regulations and corporation specifications, and that are related to safety, durability, manufacturability, serviceability and low cost. It’s crucial to make the right design, in the shortest time, at the least cost while having all the required functionality. To reach this target, it is essential to determine the functionalities and performance criteria at earlier phases of design. In this study, the functionalities that are required from the bumper systems designed for light commercial vehicles are investigated and determined. These functionalities are detailed. Safety regulations and laws are investigated for various countries and companies. The developments in bumper systems are detailed in the same chapter. Failure modes and recovery actions for six functionality criteria are investigated utilizing the potential failure modes and effect analysis (FMEA) approach. In the following chapter, static loading analysis using finite element method (FEM) is conducted. The analyses using the commercial FEM program ANSYS are performed on two different bumper systems of two light commercial vehicles simulating vertical step loading. In addition, step loading tests are realized using a special test rig designed and built for these tests and the results are compared with the results obtained from the FEM analysis. In the next chapter, low speed crash tests that are performed in different regions and defined by laws and some automotive firm standards are detailed. The acceptance and design criteria for these tests are also listed. In the last chapter, results of the analysis and the tests are evaluated and some recommendations for future work are listed.