İçi Boş ve Içi Alüminyum Esaslı Metalik Köpük Malzeme ile Doldurulmuş Crash Boxlarının Darbe Enerjisini Sönümleme Yeteneklerinin Incelenmesi

Abstract

Yapılan bu çalışmada farklı geometrik yapılara sahip içi boş ve içi alüminyum esaslı metalik köpük malzeme ile dolu crash boxların enerji absorbsiyon kapasiteleri araştırılmıştır. Proje kapsamında daha önceden literatürde bulunan çalışmaların doğrulama işlemleri gerçekleştirilmiş ve özgün yapıda yeni crash boxların tasarımları yapılmıştır. Tasarımları yapılan crash boxlar sonlu elemanlar yöntemi ile analizlere tabi tutulmuş ve enerji absorbsiyon kapasiteleri belirlenmiştir. Enerji absorbsiyon kapasiteleri belirlenen crash boxlardan en yüksek değere sahip iki tanesi ve temel model Al 6061_T651 malzemesinden tel erezyon yöntemi ile imal ettirilmiştir. Üretilen crash boxların içine yerleştirilmek üzere AlMg1Si0,6TiH20,8 alaşımlı köpürmeye hazır preform malzeme kullanılmıştır. Yapılan köpürtme işlemleri sonucunda optimum köpürtme koşullarının 750 C0?de ve ~7,5 dk içinde gerçekleştiği belirlenmiştir. Bu üretim koşullarında yoğunluğu 0,628 g/cm3 olan crash boxların içini dolduracak sayıda alüminyum esaslı metalik köpük malzemeler üretilmiştir. Üretilen bu alüminyum köpük malzemeler crash boxların içerisine uygun formalarda sıkı geçecek biçimde yerleştirilmiştir. İçi boş ve içi alüminyum esaslı köpük malzeme ile dolu crash boxlar daha sonra quasi-statik test koşullarında 2 mm/dk?lık deformasyon hızında basma testine tabi tutulmuştur. Testlerin sonunda crash boxlar öngörüldüğü şekilde deforme olmamış ve belli bir süre içerisinde kenarlarından patlamalar gerçekleşmiş, bazı crash boxlar tamamen parçalanmıştır. Öngörülemeyen bu durum karşısında crash boxların sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilememiştir. Bu yüzden yapılacak deneysel çalışmaların sonlu elemanlar analizleri ile doğrulanabilmesi için yuvarlak kesitli başka crash boxlar temin ediliş ve bu crash boxlara aynı önceki test koşullarında quasi-statik testler yapılmıştır. Bu sefer test sonuçları öngörüldüğü gibi elde edilmiş ve daha sonra sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilerek doğrulanmıştır. Çalışmanın sonunda özgün olarak tasarlanan içi alüminyum esaslı metalik köpük malzeme ile dolu crash boxların içi boş crash boxlara göre çok daha fazla enerji absorbe edebildiği anlaşılmıştır.