Analysis of bionic structural design of front car bumper using finite element method

Bu çalışmada, biyonik tamponların enerji emme etkisi, doğrusal olmayan sonlu eleman simülasyonu kullanılarak analiz edilmiştir. Önden bir çarpışmada, tampon kirişine çarpmak için hareketli bir sert duvar kullanıldı. Biyonik yapının tasarımı, 2019 KIA (optima) modeline dayanıyordu ve enine kesit şekli petek yapısına değiştirilmişti. Bilgisayar simülasyonları, biyonik tampon tasarımının, yüksek hızlı çarpışmalar sırasında bir tamponun emilen enerjisini artırdığını gösteriyor. Darbe boyunca gerilme ve gerinimlerdeki değişiklikler de gözlemlendi. Yapı, 2019 KIA optima tamponunun Honeycomb tamponunun yapısal bileşenlerini içeriyordu ve farklı bir malzemeden (paslanmaz çelik AISI 304 ve AL 7003) yapıldı. Sonuçlar, biyonik tasarımın tamponun özgül enerji emilimini (SEA) iyileştirdiğini gösteriyor. Gerilme ve gerinim konturları, tampon kirişin deformasyon kısımlarında bulunan düğümün yer değiştirmesi, çarpma kutusunun sıkıştırma miktarı, enerji dönüşüm süreci vb. Peteklerin maksimum ezilme deformasyonu (ST AISI304) ) travers ve kutu tampon modellerinde %47,18 azalma ve (AL 7003) için azalma (AISI304)'ten %11,089 daha az olmuştur. Yanal darbe altındaki enerji soğurma kapasitesine gelince, gelecekteki tampon gövdesinde biyonik bir tasarım kullanılabilir. Son olarak tez, tampon kirişinin kesit şekli ve malzeme özellikleri gibi faktörlerin çarpışma özellikleri üzerindeki etkisini tartışmaktadır. Tampon kirişinin tasarımı ve analizi, ANSYS-Explicit dinamikleri kullanılarak ofset darbe yüklemesine tabi tutuldu ve en iyi şekil tasarımını önerdi. Ayrıca, üç tamponun doğal frekansları ve mod şekilleri hesaplanmıştır.