Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Crush Performance Comparison of FEE340 and DP600 Materials as Front Collision Rail in Automobiles

Yıl 2019, Cilt: 24 Sayı: 1, 415 - 428, 30.04.2019
https://doi.org/10.17482/uumfd.492461

Öz

    In this study,
a frontal collision scenario (rigid wall test) is simulated in a computer
environment using a half vehicle model for two different sheets of steel that
are frequently used in automotive industry. The effects of materials, namely
FEE340 steels in HSLA (High-Strength Low Allow) family and DP600 steels in DP
(Dual Phase) family compared as front collision rails on crash performance of a
vehicle. Front bumper cross member, crash box and collision rail in the model
were designed using Siemens NX software. The pre-processing stage of collision
elements before the dynamic analysis was carried out using Altair Hypermesh
software. Abaqus software was used to create the dynamic analysis scenario of
the model and to solve the analysis. The amount of energy absorption by each
element, the total displacement, the level of the load transferred to the
passenger compartment and the crush force efficiency (CFE) results were
obtained from the simulations. According to the simulations results, although
the CFE coefficients of FEE340 and DP600 materials are close, when the FEE340
material was used, the force transferred to the passenger compartment was 32%
less, and the total displacement was 11% higher.

Kaynakça

  • 1. Bois Paul Du, Chou Clifford C., Fileta Bahig B. & King Albert I. (2004). Vehicle Crashworthiness and Occupant Protection. American Iron and Steel Institute 2000 Town Center Southfield,Michigan 48075.
  • 2. Chiandussi, G., Avalle, M. (2002) Maximization of the crushing performance of a tubular device by shape optimisation, Computers and Structures, 80, 2425-2432.
  • 3. Deb, A., Gunti, R. S., Chou, C., & Dutta, U. (2015). Use of truncated finite element modeling for efficient design optimization of an automotive front end structure (No. 2015-01-0496). SAE Technical Paper.
  • 4. Edwards, M. J., Davies, H., Thompson, A., & Hobbs, A. (2003). Development of test procedures and performance criteria to improve compatibility in car frontal collisions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 217(4), 233-245.
  • 5. Ensarioglu C., Gulcimen Cakan B., Reis M., Koluk H., Celik H., Uguz A., Cakir M. C. (2018). Reinforcement of a Thermoplastic Crash-Box with Aluminum Foam and Tie Beams. Academic Conference on Engineering, IT and Artificial Intelligence (AC-EITAI 2018), Prag.
  • 6. Eren, I., Gür, Y., & Aksoy, Z. (2009). Finite element analysis of collapse of front side rails with new types of crush initiators. International journal of automotive technology, 10(4), 451-457.
  • 7. Fekete, J. R., Stibich, A. M., & Shi, M. F. (2001). A comparison of the response of HSLA and dual phase sheet steel in dynamic crush (No. 2001-01-3101). SAE Technical Paper.
  • 8. George Mason University, (2016). 2010 Toyota Yaris Finite Element Model Validation Detail Mesh, Center for Collosion Safety and Analysis. (Doi: 10.13021/G8CC7G)
  • 9. Ghannam, M. Y., Niesluchowski, M., & Culkeen, P. M. (2002). Analysis of a Frontal Rail Structure in a Frontal Collision (No. 2002-01-0688). SAE Technical Paper.
  • 10. Gulcimen Cakan B., Reis M., Ensarioglu C., Koluk H., Yeni H., Uguz A., Cakir M. C. (2018). Termoplastik çarpışma kutularında alüminyum köpük takviyesinin çarpışma karakteristiğine etkisi. 18th International Conference on Machine Design and Production, 3-6 July, Eskişehir.
  • 11. Liu, X. T., Liu, C. H., Shi, S. L., Zhao, L. H., & Huang, H. (2010, February). The analysis of front rail crash on mini-bus chassis. In Computer and Automation Engineering (ICCAE), 2010 The 2nd International Conference on (Vol. 2, pp. 14-16). IEEE.
  • 12. Öztürk, İ., & Necmettin, Kaya (2008). Otomobil ön tampon çarpışma analizi ve optimizasyonu. Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, 13(1).
  • 13. Ramazani, A., Mukherjee, K., Abdurakhmanov, A., Prahl, U., Schleser, M., Reisgen, U., & Bleck, W. (2014). Micro–macro-characterisation and modelling of mechanical properties of gas metal arc welded (GMAW) DP600 steel. Materials Science and Engineering: A, 589, 1-14.
  • 14. Rao Lakshmana C., Narayanamurthy V., & Simha K. R. Y. (2016). Applied Impact Mechanics . Ane Books Pvt. Ltd. (ISBN : 978-11-1924-180-5).
  • 15. Tahan, F. J., Park, C. K., Morgan, R. M., Cui, C., Brar, B., Shanks, K., & Kan, C. D. (2013). The Effect of Reduced Mass on Frontal Crashworthiness. Proceedings of the IRCOBI Conference, 2013.

OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Yıl 2019, Cilt: 24 Sayı: 1, 415 - 428, 30.04.2019
https://doi.org/10.17482/uumfd.492461

Öz

    Bu çalışmada, otomotiv
endüstrisinde çok sık kullanılan iki farklı çelik malzeme için yarım araç modeli
kullanılarak önden çarpışma senaryosu (rijit duvar testi) bilgisayar ortamında
simule edilmiştir. Ön çarpışma kollarında kullanılan HSLA (High-Strength
Low-Alloy) çelik ailesi grubundaki FEE340 ve DP (Dual Phase) çelik ailesi
grubundaki DP600 malzemelerinin aracın çarpışma performansına olan etkileri
karşılaştırılmıştır. Modeldeki ön tampon traversi, çarpışma kutusu ve çarpışma
kolu Siemens NX yazılımı kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan çarpışma
elemanlarının ön işleme prosesi, Altair Hypermesh yazılımı kullanılarak
yapılmış ve dinamik analize hazır hale getirilmiştir. Modelin dinamik analiz
senaryosunu oluşturmak ve analizin çözümü için Abaqus yazılımı kullanılmıştır. Simülasyonlardan,
her bir eleman tarafından sönümlenen enerji miktarı, oluşan toplam deplasman,
yolcu kabinine iletilen yük miktarı ve çarpışma kuvveti verimliliği (CFE)
sonuçları elde edilmiştir. Bu veriler baz alınarak malzemelerin aracın çarpışma
performansına etkileri değerlendirilmiş ve sonuç olarak FEE340 ve DP600
malzemelerinin CFE katsayıları yakın çıkmasına karşın FEE340 malzemesinin yolcu
kabinine ilettiği kuvvetin %32 daha az, oluşturduğu deplasmanın %11 daha fazla
olduğu görülmüştür.

Kaynakça

  • 1. Bois Paul Du, Chou Clifford C., Fileta Bahig B. & King Albert I. (2004). Vehicle Crashworthiness and Occupant Protection. American Iron and Steel Institute 2000 Town Center Southfield,Michigan 48075.
  • 2. Chiandussi, G., Avalle, M. (2002) Maximization of the crushing performance of a tubular device by shape optimisation, Computers and Structures, 80, 2425-2432.
  • 3. Deb, A., Gunti, R. S., Chou, C., & Dutta, U. (2015). Use of truncated finite element modeling for efficient design optimization of an automotive front end structure (No. 2015-01-0496). SAE Technical Paper.
  • 4. Edwards, M. J., Davies, H., Thompson, A., & Hobbs, A. (2003). Development of test procedures and performance criteria to improve compatibility in car frontal collisions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 217(4), 233-245.
  • 5. Ensarioglu C., Gulcimen Cakan B., Reis M., Koluk H., Celik H., Uguz A., Cakir M. C. (2018). Reinforcement of a Thermoplastic Crash-Box with Aluminum Foam and Tie Beams. Academic Conference on Engineering, IT and Artificial Intelligence (AC-EITAI 2018), Prag.
  • 6. Eren, I., Gür, Y., & Aksoy, Z. (2009). Finite element analysis of collapse of front side rails with new types of crush initiators. International journal of automotive technology, 10(4), 451-457.
  • 7. Fekete, J. R., Stibich, A. M., & Shi, M. F. (2001). A comparison of the response of HSLA and dual phase sheet steel in dynamic crush (No. 2001-01-3101). SAE Technical Paper.
  • 8. George Mason University, (2016). 2010 Toyota Yaris Finite Element Model Validation Detail Mesh, Center for Collosion Safety and Analysis. (Doi: 10.13021/G8CC7G)
  • 9. Ghannam, M. Y., Niesluchowski, M., & Culkeen, P. M. (2002). Analysis of a Frontal Rail Structure in a Frontal Collision (No. 2002-01-0688). SAE Technical Paper.
  • 10. Gulcimen Cakan B., Reis M., Ensarioglu C., Koluk H., Yeni H., Uguz A., Cakir M. C. (2018). Termoplastik çarpışma kutularında alüminyum köpük takviyesinin çarpışma karakteristiğine etkisi. 18th International Conference on Machine Design and Production, 3-6 July, Eskişehir.
  • 11. Liu, X. T., Liu, C. H., Shi, S. L., Zhao, L. H., & Huang, H. (2010, February). The analysis of front rail crash on mini-bus chassis. In Computer and Automation Engineering (ICCAE), 2010 The 2nd International Conference on (Vol. 2, pp. 14-16). IEEE.
  • 12. Öztürk, İ., & Necmettin, Kaya (2008). Otomobil ön tampon çarpışma analizi ve optimizasyonu. Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, 13(1).
  • 13. Ramazani, A., Mukherjee, K., Abdurakhmanov, A., Prahl, U., Schleser, M., Reisgen, U., & Bleck, W. (2014). Micro–macro-characterisation and modelling of mechanical properties of gas metal arc welded (GMAW) DP600 steel. Materials Science and Engineering: A, 589, 1-14.
  • 14. Rao Lakshmana C., Narayanamurthy V., & Simha K. R. Y. (2016). Applied Impact Mechanics . Ane Books Pvt. Ltd. (ISBN : 978-11-1924-180-5).
  • 15. Tahan, F. J., Park, C. K., Morgan, R. M., Cui, C., Brar, B., Shanks, K., & Kan, C. D. (2013). The Effect of Reduced Mass on Frontal Crashworthiness. Proceedings of the IRCOBI Conference, 2013.
Toplam 15 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Fahri Bilbay

Murat Reis Bu kişi benim

Betül Gülçimen Çakan

Mustafa Çakır Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 30 Nisan 2019
Gönderilme Tarihi 6 Aralık 2018
Kabul Tarihi 26 Mart 2019
Yayımlandığı Sayı Yıl 2019 Cilt: 24 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Bilbay, F., Reis, M., Gülçimen Çakan, B., Çakır, M. (2019). OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 24(1), 415-428. https://doi.org/10.17482/uumfd.492461
AMA Bilbay F, Reis M, Gülçimen Çakan B, Çakır M. OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI. UUJFE. Nisan 2019;24(1):415-428. doi:10.17482/uumfd.492461
Chicago Bilbay, Fahri, Murat Reis, Betül Gülçimen Çakan, ve Mustafa Çakır. “OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 24, sy. 1 (Nisan 2019): 415-28. https://doi.org/10.17482/uumfd.492461.
EndNote Bilbay F, Reis M, Gülçimen Çakan B, Çakır M (01 Nisan 2019) OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 24 1 415–428.
IEEE F. Bilbay, M. Reis, B. Gülçimen Çakan, ve M. Çakır, “OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI”, UUJFE, c. 24, sy. 1, ss. 415–428, 2019, doi: 10.17482/uumfd.492461.
ISNAD Bilbay, Fahri vd. “OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 24/1 (Nisan 2019), 415-428. https://doi.org/10.17482/uumfd.492461.
JAMA Bilbay F, Reis M, Gülçimen Çakan B, Çakır M. OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI. UUJFE. 2019;24:415–428.
MLA Bilbay, Fahri vd. “OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 24, sy. 1, 2019, ss. 415-28, doi:10.17482/uumfd.492461.
Vancouver Bilbay F, Reis M, Gülçimen Çakan B, Çakır M. OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI. UUJFE. 2019;24(1):415-28.

Cited By

Crash Analysis and Size Optimization of a Vehicle’s Front Bumper System
International Journal of Automotive Science And Technology
Muhammed Talha AŞKAR
https://doi.org/10.30939/ijastech..930944

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr