Bilgisayar simülasyonu ile kompozit bir çarpışma yastığı geliştirilmesi

Bu araştırmanın amacı, bir aracın kinetik enerjisini absorbe edebilen ve aracı kontrollü bir duruşa getirebilen kompozit bir çarpışma yastığı geliştirmektir. Araç çarpışmalarında aracın yaralanma riskini en aza indirmek için aracın çarpma riskini azaltacak şekilde sert yapıların önüne çarpma yastıkları monte edilir, sert yapıyı etkilemeden önce durur. Bu araştırmada kullanılan bu çarpışma yastığının yapısal tasarımı ve geliştirilmesi, farklı yenilikçi tasarım konseptlerini içeriyordu. Bu kavramlar, sistemdeki her bir yastık içine yerleştirilmiş hava ile dolu çoklu örtüşen silindirlerin varlığını kullanmıştır. Hava dolu silindirler, aracın kinetik enerji emilimine sönümleme etkisi ile büyük ölçüde katkıda bulunur ve böylece aracın hızını güvenli hızlarda azaltır. Bu çarpışma yastığı sistemi esas olarak altı bölümden oluşmaktadır. Kafa konteynerini, orta konteynırları, enerji emici boruları, kabloları, çelik plakaları ve sert desteği içerir. Kaplar ve enerji emici borular Lineer Alçak Yoğunluklu Polyehtylene'den (LLDPE) yapılırken çelik levhalar, kablolar ve sert destek yapısal çelik S235 JR'den yapılır. Çarpma meydana geldiğinde, çarpışma yastığı bileşenleri tekrar kullanılabilir, onarımı kolay ve düşük maliyetle temin edilebilir. Sunulan enerji emici teknik, diğer mevcut enerji emici tekniklere göre daha uygun maliyetli bir alternatiftir. Böylece, bu geçerli ve verimli bir tasarım yapmak. Bu çarpışma yastığının performansı, EN1317-3 standardına uygun olarak değerlendirilir. EN1317-3 (Yol koruma sistemleri - Bölüm 3: Performans sınıfları, darbe testi kabul kriterleri ve çarpışma yastıkları için test yöntemleri), CEN ve TSE tarafından onaylanmış bir Avrupa standardıdır. Bu standart çarpışma yastığı testleri için bir kılavuz görevi görür. Yıllar boyunca, çarpışma yastığının performansını test etmek ve değerlendirmek için tam ölçekli çarpışma testleri kullanılmıştır, ancak zaman alıcı ve maliyetlidir, bu nedenle tasarımın performansının test ve analizi, LS kullanılarak sonlu elemanlar analizi yoluyla yapılır. -DYNA yazılımı. Sonlu elemanlar metodu esas olarak, tüm çarpma yastığı sisteminin ve konuyu farklı parçalara ayıran ve malzeme özelliklerini, sınır koşullarını ve diğer detayları uygulayan aracın sonlu eleman ağlarının geliştirilmesini içermektedir. Bir sonraki adım, programın denklemleri modelden alması ve bu çözümün çarpışma yastığı modelinin dinamik tepki davranışını belirleyeceği simülasyonlar açısından geçerli bir çözüm sunmasıdır. Üç simülasyon testi yapıldı. Bu testler, sırasıyla 50 kph ve 100kph hızda seyreden 900 kg'lık bir aracı içeren iki kafa vuruş testini içerir. Bu testler, çarpışma yastığının bir aracın kinetik enerjisini emme kapasitesini değerlendirir. Diğer test, frontal merkezden 15 derece yan darbe testi iken. Bu, çarpışma yastığını 50 kph hızda, toplam uzunluğun (L / 3) önden üçte birine çarparak giden 1300 kg'lık bir aracı içeriyordu. Bu test, çarpışma yastığının bir aracı tutması ve yeniden yönlendirmesi yeteneğini değerlendirir. Testlerden elde edilen sonuçlar 50 kph için iki tam ölçekli çarpışma testinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Benzerlikleri, sonlu elemanlar analizi kullanılarak yapılan analizler için geçerlidir ve bu, EN1317-3'e istinaden daha fazla test simülasyonu yapmak için yeşil ışık verir. Test sonuçları, çarpışma yastığının 100kph gibi yüksek hızlarda bile, kabul edilebilir hızlarda kinetik enerjiyi emebileceğini ve yolcuların yaralanma riskini azaltabildiğini göstermektedir.