Taşıt ön bölge tasarım parametrelerinin yaya bacak koruma performansına etkileri

Araç güvenliği, günümüzdeki araç kullanım oranları düşünüldüğü zaman çok önemlidir. Kaza olmasını engelleyen sistemlere aktif güvenlik denir. Kaza olduktan sonra hasarı en aza indirmeye yarayan sistemler ve uygulamalara da pasif güvenlik denir. Pasif güvenlik konusunda araç üzerindeki çalışmalar uzun zaman önce başlamış olsa da, teknolojinin de gelişmesi ile birlikte aktif güvenlik sistemlerinde de büyük bir artış olmuştur. Yeni araçların satılabilmesi için geçmeleri gereken bir takım güvenlik testleri mevcuttur. Bunun yanında araç üreticilerinin, müşterilerine ürettikleri araçların ne kadar güvenli olduklarının göstermelerini sağlayan Euro NCAP gibi bağımsız kuruluşlar da vardır. Uzun zamandan beri araçların güvenlik sistem ve donanımları hep araç içindeki yolcuları korumaya yönelik olarak geliştirilmektedir. 2000 li yılların başından beri araç dışındaki özellikle yaya-araç kazalarında yayaların yaralanmalarını azaltmak için bir takım testler ve yönetmelikler oluşturuldu ve geliştirilmeye devam edilmektedir. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte araçların, yaya güvenliği performansını ölçmek için yapılan testlerde kullanılan test çarpma aygıtlarında geliştirme ve değişikliler yapılmaktadır. Euro NCAP tarafından 2000'li yılların başından günümüze kadar, araç onayları için yönetmelik testlerinde de 2005 yılından buyana kullanılan TRL bacak çarpma aygıtı değiştirilmiştir. Euro NCAP 2014 yılından itibaren yeni çarpma aygıtını kullanılmaya başlamış ve yönetmelik testlerinde ise 2017 yılından itibaren kullanılacaktır. Bu çalışma yeni çarpma aygıtı ile yaya güvenliği testlerinde başarılı olmak için araç ön tasarım parametrelerinin nasıl olması gerektiğini anlamak için yapılmıştır. Bu amaçla Ford Courier aracının, fiziksel test ile korelasyonu yapılmış sonlu elemanlar bilgisayar modeli üzerinden basitleştirilmiş parametrik model oluşturulmuştur. Parametrik model üzerinden araç ön tasarım parametrelerini değiştirerek deney tasarım analizi yapılmıştır. Tasarım parametrelerini belirlerken diğer araç sınıflarının araç ön tasarımları incelenmiştir. 5 farklı tasarım parametresi seçilip, 3 tasarım parametresi için 3 seviye, diğer 2 tasarım parametresi içinse 2 seviye belirlenmiştir. Bu parametreler ile toplam 108 farklı deney tasarım durumu için Latin hypercube yöntemi kullanılarak 16'lık bir deney tasarım matrisi oluşturuldu. Bu 16 farklı deney tasarım durumu için parametrik model oluşturulup sonuçları incelenmiştir. Flex-PLI çarpma aygıtı üzerinden 3 tane diz çapraz bağ uzaması ve 4 farklı yerden kaval(tibia) kemiği eğilme momenti değeri okunmaktadır. 16 durumun sonuçları kullanılarak Modefrontier programında katkı analizi yapıldı. Her bir tasarım parametresinin sonuçlara etkisi incelendi. Deney tasarım sonuçlarının matematik modeli oluşturuldu. MCL diz bağ uzaması ve kaval kemiği moment değerini minimize etmek için tasarım parametrelerinin hangi seviyede olması gerektiği, matematik model yardımı ile bulundu. Matematik model tarafından bulunan tasarım parametre seviyeleri parametrik model ile koşturuldu. Parametrik model sonuçları matematik model ile aynı sonuçları verdi. Bu sayede matematik model doğrulandı. Bu çalışmanın en önemli yanlarından bir tanesi de tüm araç sonlu elemanlar modelinden, Flex-PLI çarpma aygıtı için basitleştirilmiş parametrik bilgisayar modeli oluşturma metodunun belirlenmiş olmasıdır. Bu metot sayesinde tüm araç modelinde yapılması zor tasarım değişiklikleri, parametrik model üzerinde yapılıp Flex-PLI üzerindeki etkileri kontrol edilebilmektedir. Bu sayede hem zaman hem de bilgisayar modeli oluşturup koşturma maliyetlerinde büyük oranda bir azalma olmuştur. Bir araç tasarımının erken fazlarında basitleştirilmiş model ile farklı tasarımlar yapılarak, Flex-PLI çarpma aygıtına uygun araç ön tasarım parametreleri belirlenebilmektedir.