Taşıtlarda kullanılan polimer matrisli kompozit yan darbe kirişlerinin tasarımı ve analizleri

Dünya' da son zamanlarda otomotiv sektöründeki gelişmeler, taşıt sayısındaki artış ile çevresel problemlerin yanı sıra güvenlik de ön plana çıkmıştır. Günümüzde otomotiv endüstrisi yüksek güvenlik seviyelerine sahip, az yakıt tüketen otomobillerin geliştirilmesine ve düşük maliyetli üretim yöntemleri üzerine odaklanmaktadır. Bunun gerçekleştirilmesi için uygun tasarımların, daha hafif ve yüksek darbeleri sönümleme imkânı verecek malzemelerin kullanımı ile sağlanabilecektir. Taşıtta ağırlık azalımı her bölgede olduğu gibi şasi ve kaporta alanında da olmaktadır. Yapılan çalışma ile otomobillerde yan darbe kirişlerde bir taraftan ağırlık azalımı ve yakıt tüketiminde düşme sağlanacak diğer taraftan da özellikle yan darbelere dayanıklı güvenli yapı oluşturulmuştur. Şimdiye kadar yapılan çalışmalar incelendiğinde genellikle metal kirişler daha ekonomik olduğu için tercih edilip kullanılmaktadır. Kompozitler çelik malzemeye göre çok daha hafif ve dayanıklı yapıya sahip olmasından dolayı son yıllarda kompozit malzeme kullanımı daha çok ön plana çıkmaktadır. Böylelikle kompozit malzemeler teknolojinin gelişmesi ile birlikte otomotiv sanayinde daha etkin kullanılmaya başlamıştır. Çalışmada, bal petek sandviç yapılı kompozit kullanarak, uygun kiriş malzeme seçimi, numune malzemeler üretilmesi ve prototip yan darbe kiriş profil üretilmesi yapılmıştır. Bal petek sandviç yapıların üst yüzeyin de karbon fiber takviyeli epoksi malzeme, çekirdek malzeme olarak da Alüminyum ve Nomex bal peteği kullanılmıştır. Üretilen test numunelerine üç nokta eğme, çekme ve darbe testi uygulanmıştır. Farklı malzeme oryantasyonları kullanılarak kirişin dayanım, darbe, ağırlık vb. parametreleri deneysel olarak incelenmiştir. C ve O olmak üzere iki farklı profil üzerinde çalışma yapılarak karbon fiber takviyeli polimer kompozit malzemeden yan darbe kirişi üretilmesi yapılmıştır. Üretimi yapılan C profil Alimünyum ve Nomex bal petek çekirdek yapılı ve O profil karbon fiber yan darbe kirişlere 2500 mm, 2750 mm ve 3000 mm yüksekliklerden serbest ağırlık düşürme metodu ile testler yapılmıştır. Böylelikle otomobillerde yan kirişlere gelen darbeleri engellemek üzere kullanılan kirişlerin optimal tasarımı gerçekleştirilebilecektir. Bir tarafdan alternatif kompozit malzemeler (karbon-elyaf takviyeli epoksi, polietilen) kullanılarak otomobillerde ağırlık azalımı ve yakıt tüketiminde düşme sağlanarak diğer taraftan ise özellikle yan kirişlerin darbelere karşı dayanıklılığı artırarak güvenli yapı oluşturulacaktır.