Taşıt gövde tasarımında kompozit malzeme kullanımının sonlu eleman analizleri ile incelenmesi ve optimizasyonu

Çalışmada konvansiyonel şasi malzemelerine alternatif oluşturabilecek kompozit malzemeler üzerinde sonlu elemanlar yazılımları yardımı ile incelemeler gerçekleştirilmiştir. Burada 4 akslı bir kamyon şasisi modeli üzerinde çelik ve kompozit malzemeler ile çalışılmıştır. Şasi 3 boyutlu modeli bilgisayar destekli program vasıtası ile sonlu elemanlarla modellenmiş ve daha sonra analizler gerçekleştirilmiştir. Analizler, statik durum ve basit yükleme kollektifi ile dinamik durum olmak üzere iki grupta gerçekleştirilmiştir. Gövdenin yorulma şartları, basit yükleme kollektifi yardımı ile oluşturulmuş ve yorulma analizi bu kollektif vasıtası ile statik analiz olarak gerçekleştirilmiştir. Öncelikle çelik malzeme için analizler yapılmış daha sonrasında ise iki farklı kompozit malzeme için yazılım yardımıyla yapı içerisindeki malzeme durumu optimize edilmiştir. Kompozit malzeme optimizasyonu ile, toplam laminat kalınlığı, her bir tabakaya ait kalınlık, oryantasyon ve tabaka yerleşimi optimize edilmiştir. Analizlerde kompozit malzemeler için klasik kompozit tabakalı plak teorisi kullanılarak makromekanik özellikler ele alınmış, mikromekanik durum gözetilmemiştir. Analizler sonucunda kompozit malzemelerin yüksek mukavemet ve yüksek yorulma dayanımları ile konvansiyonel yapılarda çeliğe rakip olma potansiyeline sahip olduğu görülmüştür. Ağırlıklarda %50 ye varan iyileşmeler sağlanarak yakıt sarfiyatı, egzoz emisyonları gibi konularda ciddi düşüşler sağlanabilir. Kompozit yapıların yorulma kabiliyeti, fiber oryantasyonu, katman kalınlıkları, katman yerleşimi, fiber sünekliği, matris sünekliği, yükleme açısı gibi birçok faktörden ciddi oranda etkilenmektedir. Bu nedenle yapılan teorik hesaplamalar ve analizler mutlak surette testler yapılarak korele edilmeli ve doğrulukları sınanmalıdır.