Hibrit kompozit gövde profilli otobüsün ECE R66-02 yönetmeliğine uygun devrilme analizi

Son yıllarda, araç güvenliğine olan duyarlılığın artması, her geçen gün daha dayanıklı ve yolcu güvenliğini ön planda tutan araçların geliştirilmesinin önünü açmıştır. Kural koyucu kurumlar, son yıllarda araç üreticilerinin üzerindeki baskıyı arttırarak, özellikle otobüs sektöründeki devrilme kazalarında yaşanan can kayıplarını yasal düzenlemelerle azaltmaya çalışmaktadırlar. Bu nedenle büyük yolcu taşıtlarının devrilme kazalarında yapısal bütünlüğünü test etmek ve dayanımını arttırmak için ECE-R66 yönetmeliği Birleşmiş Milletler çatısı altında oluşturularak birçok ülkede yasalarla zorunlu hale getirilmiştir. Öte yandan, araç güvenliğinin artması araçlarda birtakım ağırlık artışına neden olmakta ve bu da paralı yükten feragat etmenin yanında, yakıt tüketimini de arttırarak çevresel birtakım etkilere sebep olmaktadır. Araç ağırlığındaki artış, üreticileri hafif ve sağlam alternatif malzemeleri kullanmaya itmektedir. Bunlardan bazıları yüksek dayanımlı çelikler, magnezyum alaşımlar ve bu çalışmanın da konusu olan kompozit malzemelerdir. Bu çalışmada, hibrit kompozit gövde profili kullanılarak, ECE R66-02 yönetmeliğine uygun, otobüs gövde barı tasarımı yapılacaktır. Kompozit malzeme olarak Toray Composite America (TCA) tarafından üretilen ve AGATE Programı (Advanced General Aviation Transport Experiment) tarafından testleri yapılan T700/2510 karbon elyaf/epoksi kompozit malzemesi kullanılacaktır. Analizlerde doğrusal olmayan açık kodlu LS-DYNA sonlu elemanlar programı kullanılmaktadır. Çalışmanın ilk bölümünde otobüs sınıfları, kaza özetleri ve kompozitlerle ilgili genel bilgiler yanında çarpışma dayanımları ve araç hafifletme konuları işlenmektedir. Bu çalışmanın ilham kaynağı olan, literatürde yapılmış kompozit otobüs çalışmalarına birçok örnek verilerek bu çalışma için gerekli zemin oluşturulmuştur. İkinci bölümde ECE-R66 yönetmeliği genel hatları ile anlatılmış, yaşam alanının modellenmesi, ağırlık merkezinin ölçümü gibi birtakım test koşulları hakkında bilgiler verilmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde, kompozit malzemelerin sınıfları, mekaniği, hasarlanma şekilleri, çarpışma dayanımları, enerji emilim özellikleri ve üretim yöntemleri gibi birtakım bilgiler verilerek, kompozit malzemelerin çarpışma durumlarındaki birtakım avantajları ön planda tutulmuştur. Dördüncü bölümde sonlu elemanlar teorisi yanında, doğrusal ve doğrusal olmayan analizler hakkında bilgi verilerek bu çalışmada kullanılan yazılımlar hakkında genel bilgiler verilmiştir. Sonraki bölümde çelik yapı için TEMSA'da yapılan doğrulama ve onaylama testleri anlatılmaktadır. Doğrulama testleri kapsamında belirli bir profil bağlantısı üzerinde 3 nokta eğilme testi yapılırken, onaylaması testinde belirli bir otobüs kesiti ECE-R66 yönetmeliğine uygun şekilde belirli bir platformdan devrilmiş ve sonuçlar SEM analizleri ile doğrulanmıştır. Bu çalışmada bahsi geçen kompozit yapı için fiziki testler yapılamamış sadece analiz sonuçları verilmiştir. Altıncı bölümde LS-DYNA'da devrileme analizine uygun olacak şekilde otobüsün sayısal modellenmesi anlatılmıştır. Malzeme tipleri hakkında bilgiler yanı sıra yaşam alanı, temas tipi ve enerji değerleri hakkıda bilgiler verilerek analize hazırlık yapılmıştır. Son bölümde devrilme analizinde başarı sağlamış bir hibrit kompozit yapıdaki otobüsün yapısı incelenmiş, enerji denklemleri yanı sıra çelik malzeme ile yapılan otobüsle arasındaki farklar incelenmiştir.