Kafes yapı dolgulu ince cidarlı tüplerin çarpışma davranışlarının sayısal olarak incelenmesi

İnce cidarlı tüpler pasif araç güvenlik sistemlerinde çarpışma enerjisi sönümleyici elemanlar olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Son yıllarda oldukça popüler olan metal eklemeli imalat teknolojileri ince cidarlı metal tüplerin çarpışma dayanım performanslarının daha da iyileştirilmesi için kullanılan özgün dolgu malzemeleri üretilmesine olanak sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında ince cidarlı kare kesitli alüminyum 6063-T5 tüplerin içerisine dolgu malzemesi olarak iki farklı tipte kafes yapı (hacim merkezli kübik) ve (dikey elemanlara sahip hacim merkezli kübik) önerilmiş ve oluşturulan hibrit yapıların enerji sönümleme performansları eksenel ve eğik yükler altında sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Bu kapsamda, AlSi10Mg metal tozu kullanılarak doğrudan metal lazer sinterleme yöntemiyle üretilen kafes yapılar ince cidarlı tüplerin içerisine yerleştirilerek hibrit yapılar oluşturulmuştur. Oluşturulan hibrit yapılar çeşitli yüklemeler altında testlere tabi tutulmuş ve yapısal kusurlar, hasar modelleri, birim şekil değiştirme duyarlılığı, tüp ile kafes yapı arasındaki etkileşimler gibi çeşitli parametreler dikkate alınarak doğrusal olmayan dinamik sonlu elemanlar modelleri doğrulanmıştır. Ayrıca hibrit yapıların eğik yükler altındaki enerji sönümleme performanslarını iyileştirmek için dolgu malzemesi olarak derecelendirilmiş kafes yapılar önerilmiş ve bu yapılara kütlece denk eşdeğer kalınlıklı kafes yapılar oluşturularak bu yapıların çeşitli yükler altındaki çarpışma dayanım performansları karşılaştırılmıştır. Bu kapsamda kafes yapı tipi, kafes eleman kalınlığı, kafes eleman düşey hücre sayısı, tüp kalınlığı, derecelendirilmiş kafes yapıların tepe açısı ve taban çap değeri gibi birçok farklı tasarım parametresi ele alınmış ve bu yapıların enerji sönümleme performansları çeşitli çarpışma dayanım kriterleri dikkate alınarak incelenmiştir. Bu tez çalışması, dolgu malzemesi olarak kullanılan kafes yapıların ince cidarlı tüplerin enerji sönümleme performanslarını hem eksenel hem de eğik yükler altında kafes ve tüp arasında ilerlemeli deformasyonu teşvik edici hibrit etkileşimlerden dolayı dikkate değer ölçüde iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca kafes yapı dolgulu tüplerin kafes birim hücre sayısı, kafes eleman çap değeri ve tüp kalınlığının uygun seçilmesiyle birlikte enerji sönümleme performanslarının ciddi miktarda arttırılabildiği göstermiştir. Sonuçlar önerilen yapıların çarpışma sönümleyici uygulamaları için potansiyel adaylar olduğunu ortaya koymuştur.