Farklı tasarımlarda W kesitlere sahip çarpışma kutuları için darbe sönümleme kabiliyetlerinin deneysel analizi

Günlük trafik akışında yaralanmalı ve maalesef ölümlü kazalarda, araç tasarımı alanında birçok güvenlik tedbirleri geliştirilmesine rağmen, araçların hasara uğraması kaçınılmazdır. Bu güvenlik tedbirleri, aktif ve pasif güvenlik sistemleri olmak üzere iki başlıkta toplanabilir. Bu çalışmada, kaza durumunda araçta malzeme değişiklikleri ve yapısal iyileştirmeler içeren pasif güvenlik sistemlerinden biri olan çarpışma kutuları incelenmiştir. Çarpışmanın olumsuz etkilerini azaltmak amacıyla normalde şasi ile sürücü kabini ve motor aksamının ilerisi arasına yerleştirilen çarpışma kutuları, bu çalışma ile farklı olarak otomobilin ön tamponunun hemen arkasında yer alması hedeflenmiştir. Çalışma sürecinde açık kesite sahip W şeklinde farklı yeni kesit tasarımlarına sahip çarpışma kutularının enerji sönümleme kabiliyetleri incelenmiştir. Gerçek kaza senaryosunun ölçekli benzetimi serbest düşürme düzeneği ile gerçekleştirilerek farklı boyut ve kalınlıkta tasarlanmış olan çarpışma kutularının kaza şok dalgasını sönümleme kabiliyetleri incelenmiştir. Bu süreçte, A segmentindeki küçük sınıf bir aile aracının önden çarpışma koşulları altındaki durumu dikkate alınmıştır. Serbest düşme testleri yardımıyla gerçekleştirilen çarpışma senaryosunda, ters mantıkla sabit duvar yerine, 2.88m yüksekliğe ve 150 kg kütleye sahip bir kalın çelik bir tabla seçilirken, zemindeki sabit çelik plaka ile yere konulan çarpışma kutuları ise hareketli araç tarafını temsil etmektedirler. Bu süreçte ilk tercih edilen W kesitli sac metal çarpma kutusu için serbest düşme testleri gerçekleştirilerek kalınlık ve boy optimizasyonu yapılmış, daha sonra optimize edilen ebatlar ile tasarımlar içerisinden karar verilen diğer bir W kesitli numune grubu aynı testlere tabi tutulmuştur. Deneysel yol ile elde edilmiş verilerin sayısal benzetimde kullanılabilmesi maksadıyla dinamik simülasyonlar örnek bazı numuneler için gerçekleştirilmiş ve doğrulanmıştır. Elde edilmiş simülasyon sonuçları ile deneysel sonuçlar karşılaştırılarak kabul edilebilir bir örtüşme sağlanmıştır. Deneyler neticesinde, çarpışma enerjisini absorbe etmek için optimum numunenin, ilk teste tabi tutulan W kesitli ST37 (S235JR) malzemesinden imal edilmiş 1mm kalınlığındaki numune olduğu tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Çarpışma-kutusu, önden çarpışma, düşürme testi, w kesit.