Dairesel ve kare kesitli ince cidarlı yapıların sonlu elemanlar yöntemi ile ezme simülasyonu

Abstract

İnce cidarlı yapılar gerek hafifliği ve gerekse darbe sönümleme kabiliyetleri dolayısıyla otomotiv endüstrisinde halihazırda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak ağırlık- maksimum darbe sönümleme kabiliyeti ilişkisi geliştirmeye açık bir durumdadır. Literatür araştırmasında da görüleceği gibi uzun yıllardır bu araştırmalar devam etmektedir. Bu tez, günümüz otomotiv araçlarında kullanılan ince cidarlı darbe sönümleyicilerinden referans alınarak farklı geometrilerin ve kalınlıkların dinamik ve eksenel yük altında şekil değimlerini ve darbe sönümleme kabiliyetlerini hem analitik hem de nümerik olarak inceleme amacındadır. Çalışmada tasarım için CATIA V5R19, ön hazırlık için ANSYS, çözümleme için LS-DYNA ve sonuçları görmek için LS-DYNA PRE-POST programlarından faydalanılmıştır. Çalışmada LS-DYNA yüksek hızlarda deformasyonlara maruz kalan parçaların explicit yöntem ile çok iyi bir çözümleme kabiliyetine sahip olduğu için tercih edilmiştir. Tez 7 farklı geometri ve 3 farklı et kalınlığı kombinasyonu ile gerçek çarpışma kutusu mukayesesi yapılan 2 adet analizle beraber toplam 23 adet analizden oluşmaktadır. Analizde enerji absorbe kabiliyeti açsısından en zayıf geometri baz alınarak, hareketli kalıbın maksimum sahip olabileceği kütle hesaplanmış ve bu kütleyle oluşan kinetik enerjinin tüm geometrilerde ne kadar deformasyona neden olduğu gözlemlenmiştir. Deformasyon mukayesesine ilave olarak her bir geometrinin 25mm ezildiği durumda absorbe ettiği enerji kıyaslanarak en iyi geometri tespit edilmeye çalışılmıştır.

Thin walled structures have comprehensive usage are in automotive industry due to their both capability of energy absorptions and lightness. However, improvement of correlation weight- maximum energy absorption capability still exists as an open case. As it can be seen in the literature, researches at this point is still ongoing. The aim of this thesis is to study both numerical and analytical energy absorption capability and shape changes of thin walled structures which have different shapes and thicknesses and under dynamic and axial load by taking up references using current automotive industry parts. In this study, CATIA VR19 is used as design program, ANSYS is used as preprocessing, LS-DYNA is used as solver and LS-PREPOST as postprocessing. LS_DYNA preferred as a solver thanks to its great capability by using explicit method for the part that exposed high speed deformation. Thesis is composed, totally 23 analyses with 7 different geometry and 3 different wall thickness combination and 2 real crash part comparison. In this study, the maximum mass of movement mold was calculated by the geometry that has minimum capability of energy absorption was took as base and it was observed that the kinetic energy of movement mold which was calculated by using this mass caused how deformation level on the whole geometries. In addition to deformation level, it was tried to define the best geometry among the whole geometries by comparing energy absorption capacity at 25 mm crash level.