Mustafa SERT Yüksek Lisans Tezi

Rear underrun protection devices for heavy duty vehicles such as trucks and tractors used for cargo handling are designed and implemented in accordance with UN ECE R58 regulation. This study examined the details of the R58 regulation, performed a literature search and examined the design of the rear underrun protection. The vehicle model used in the literature was used to simulate the behavior of the designed model of the reversing protection in the dynamic environment and the vehicle was hit at a certain speed.

As a result of simulation, speed and acceleration of the rear underrun protection device and vehicle data are collected.

GİRİŞ

Arka koruyucu tampon tasarımları arasından seçilen ince bir model üzerinde malzeme kalınlıklarının değişmesine bağlı ivmelenmenin ve çarpma hızı değerlerinin yoğunlaşma indeks değerleri ele alınmıştır. Ağır vasıtalarda arka koruyucu tampon, ağır vasıtalarda pasif güvenlik sisteminin bir alt başlığı olan dış emniyet sistemlerinin bir parçasıdır. Ağır aracın arka çamurluğu varsa binek veya hafif ticari aracın tamamen ağır aracın altına girmesini engeller.

Bu sonuçlar, yukarıdaki şekilde [8] dış güvenlik sorunu çerçevesinde arka koruma cihazının önemini açıkça göstermektedir.

ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

Arka Koruyucunun Geçmişten Günümüze Gelişimi

NHTSA, binek araçların ağır araçların altında kalmasını önlemek amacıyla sırt koruyucu gerekliliklerini belirlemek üzere Dynamic Science ile bir sözleşme imzaladı (Şekil 2.1) [9]. 1995 yılında NHTSA, daha geniş, daha güçlü, daha alçak ve geliştirilmiş enerji emici arka çamurluk standartları olan FMVSS (Federal Motorlu Taşıt Güvenlik Standartları) 223 ve 224'ü yayınladı. Birleşmiş Milletler 1995 yılında R-58 sırt koruyucusu yönetmeliğini yayınlamıştır (Birleşmiş Milletler Avrupa Ekonomik Komisyonu) UN ECE (Birleşmiş Milletler Avrupa Ekonomik Komisyonu) [10].

Literatür Çalışmaları

Brumbelow ve Blanar tarafından 2010 yılında yapılan bir çalışmada mevcut arkadan darbe koruma standartlarının performansı değerlendirildi. Khore, Jain ve Tripathi tarafından 2013 yılında yapılan çalışmada tasarlanan sırt koruyucu sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak test edilmiştir. Gogate, Pachore ve Thorat tarafından 2014 yılında yapılan bir çalışmada IS 14812 yönetmeliğine uygun standartta kullanılan sırt koruyucu ve mevcut tasarımda değişiklik yapılarak geliştirilen yeni tasarım LS Dyna sonlu elemanlar simülasyon programı ile karşılaştırılmıştır [24] .

Khore, Jain ve Tripathi tarafından 2014 yılında yapılan bir çalışmada IS yönetmeliğine göre hazırlanan 3 boyutlu arka koruyucu tasarımı, LS Dyna sonlu elemanlar simülasyon programı ile çarpışma testine tabi tutulmuştur. Sen, Bohidar, Jaiswal, Anant ve Bhardwaj tarafından 2014 yılında yapılan çalışmada üç boyutlu olarak tasarlanan sırt koruyucu, sonlu elemanlar yöntemi ve fiziksel testler kullanılarak test edildi. Sumit Sharma, Pawar, Patel ve Sandeep Sharma tarafından 2015 yılında yapılan çalışmada IS standardına göre arka koruyucu tasarımı sonlu elemanlar yöntemi ile test edilmiştir (Şekil 2.15) [29].

Rajopadhye, Rasalve ve Phadke tarafından 2016 yılında yapılan çalışmada hazırlanan sırt koruyucu tasarımının sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak statik analizi yapılmıştır. Mohod'un 2017 yılında yaptığı çalışmada Hindistan arka koruyucu standardı IS'ye göre arka koruyucu tampon tasarımı hazırlanmıştır (Resim 2.16). Hazırlanan sırt koruyucu tasarımının sonlu elemanlar analizi sonucunda IS'ye göre yeterli korumanın sağlandığı rapor edilmiştir [31].

Jain ve Kumar'ın 2017 yılında yaptığı çalışmada tasarlanan sırt koruyucu, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak test edildi. Goud ve Pachor tarafından 2017 yılında yapılan çalışmada, 3 boyutlu olarak tasarlanan sırt koruyucunun ANSYS analiz programı ile IS 14812 standardına uygun olarak arka koruyucu üzerinde tanımlanan noktalara statik kuvvetler uygulanarak sırt koruyucunun uyumu test edilmiştir. 33].

Arka Koruyucu Standartları

Araç yüksüzken arka korumanın en alt kısmı ile zemin arasındaki fark 700 mm'yi geçmemelidir. Sırt koruyucunun mukavemeti, çelik kirişin en az bir kesitinin 20 cm³'lük bükülme mukavemeti olarak tanımlanır. Yenileme sonrasında, araç yüksüz durumdayken arka kanadın en alt kısmı ile zemin arasındaki maksimum mesafe 700 mm'den 550 mm'ye düşürüldü (Şekil 2.17).

Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılan ağır vasıtalara yönelik arka koruma yönetmeliği FMVSS 223 ve 224, 1998 yılında uygulanmaya başlanmıştır. Uygulanan yükleme sonucu arka korumanın ilk 125 mm'lik sapması içerisinde en az 5,65 kJ plastik. P3 noktası. Test sonrası yükseklik sınırlaması olmaması koşuluyla, arka korumanın en alt kısmı ile testten önceki zemin arasındaki dikey yükseklik farkı 560 mm'den fazla olmamalıdır (Şekil 2.19).

Arka Koruma Yönetmeliği FMVSS 223, arka korumalara yönelik bağlantı yöntemleri, montaj ve kurulum talimatları dahil olmak üzere ayrıntılı açıklama ve test talimatlarını içerir. Bu yönetmeliğin amacı, arka koruyucu üreticilerinin ve bağımsız montajcıların, arka koruyucuların montaj konumunun düzenleyici gerekliliklere uygun olmasını sağlamaktır [35]. Kanada'da kullanılan ağır vasıtalara ilişkin 223 sayılı Arka Koruma Yönetmeliği 1 Eylül 2007 tarihinde yürürlüğe girmiştir.

Bu beyan, arka koruyucunun bir çarpışma sırasında 700 kN'den fazla tekdüze bir yüke dayanabileceğini kanıtlıyor ve yönetmelikte belirtilen enerji dağıtımı gereklilikleri öngörülüyor. Şekil 2.21'de gösterildiği gibi, Brezilya düzenlemesi arka korumanın ön kısmında belirgin kırmızı-beyaz şeritler içermektedir [35].

TS EN 1317 Standardı

Ülkemizdeki Mevcut Arka Koruyucu Uygulamaları

Uluslararası Mevcut Arka Koruyucu Tampon Tasarımları

Vanguard ve Wabash römorkları toplam ağırlığı 18,7 ton, römork uzunluğu 16,2 m olan 11 adet beton blokla yüklenirken, Hyundai römorku toplam ağırlığı 15,3 ton olan ve toplam römork uzunluğuna sahip 9 adet beton blokla yüklenir. 14 .6m olduğu belirtiliyor. Çarpışma testlerinde IIHS çarpışma testlerinden 5 yıldız alan 2010 model Chevrolet Malibu sedan kullanılmış olup, test koşulları resim 2.27, resim 2.28 ve resim 2.29'da belirtilmiştir [38]. Brumbelow'un çalışmasında; Çarpışma testlerinde kullanılan sürücü ve yolcu koltuklarında oturan mankenlerden elde edilen verilere göre (Tablo 2.7), aynı hızla yapılan sert duvar çarpma testlerine göre yaralanma ihtimalinin daha yüksek olduğu rapor edilmiştir [38].

MATERYAL VE METOT

Materyal

• Simülasyonlarda Kullanılan Malzemeler
• Simülasyonlarda Kullanılan Programlar

SolidWorks programı aynı zamanda parametrik tasarım da yaptığı için kullanıcıya tasarımda her türlü boyutsal değişikliği yapma olanağı sağlar. 3 boyutlu parçalar ve montajlar üzerindeki sonlu elemanları simüle edebilir ve ayrıca çalışmamızı canlandırabiliriz [40]. ANSYS, akışkanlar mekaniği, titreşim, mukavemet, elektromanyetik ve ısı transferi alanlarında kullanılabilecek genel amaçlı bir sonlu elemanlar programıdır.

Ayrıca sonlu eleman simülasyonları sayesinde araştırmadaki mevcut zayıflıkların tespit edilerek iyileştirme, ömür hesaplamaları ve olası sorunların önceden tahmin edilmesi mümkün olmaktadır. LS Dyna ile çarpma, düşme, patlama, hava yastığının açılması, plaka oluşumu, statik elektrik, gürültü, titreşim ve araç içi sertlik testlerini ölçebiliyoruz [44]. LS Dyna'da belirli bir birim sistemi kullanılmamasına rağmen birimler birbiriyle uyumlu olacak şekilde kullanılabilmektedir (Tablo 3.2) [44].

LS Pre-Post, LS Dyna adı verilen sonlu elemanlar programı ile çalışan ön ve sonuç görüntüleme programı olarak kullanılır. LS Dyna'da simülasyona başlamadan önce simülasyon için gerekli sınır koşulları LS Pre-Post'ta tanımlanır. LS Dyna'da simülasyon çözüldükten sonra elde edilen veriler LS Pre-Post programı ile görüntülenebilir ve değerlendirilebilir (Şekil 3.5) [51].

TRAP (Test Risk Assessment Program / Test Risk Assessment Program), yolcu güvenliğini değerlendiren ve çarpışma testlerinden elde edilen verileri değerlendirerek yolcu risk faktörünü hesaplayan bir programdır (Şekil 3.6) [52]. Simülasyonlarda literatürde kullanılan Resim 3.7'de görülen 1333 kg ağırlığında 1996 model Dodge Neon sedan araç kullanılmıştır.

Yöntem

Çalışmada araç modeli ve arka tampon modeli aynı ortamda çalıştırılarak Şekil 3.1'de gösterilen yöntem kullanılarak LS Dyna programı ile çarpışma simülasyonları yapılmıştır. Literatür taraması, konuyla ilgili standartlar ve uygulamada kullanılan sırt koruyucu tasarımlarının araştırılması sonucunda SolidWorks programı ile 3 boyutlu sırt koruyucu tasarımı oluşturulmuştur. Tasarımda simülasyon süresinden yararlanmak için arka koruyucu ve kasanın bir kısmı Şekil 3.8'de gösterilen tasarıma göre yapılmıştır.

Arka koruyucunun tasarımı karmaşık olduğundan ve çözüm ağı LS Pre-Post programı ile yeterli düzeyde oluşturulamadığından çözüm ANSYS sonlu elemanlar programı ile meshlenmiştir. Ağ, tasarıma sınır koşulları atamak ve çarpışma testinde kullanılacak araçla bağlantı kurmak için LS Pre-Post programına aktarıldı. LS Pre-Post programında gerekli sınır şartları atanıp araç modeli ile bağlantı kurulduktan sonra LS Dyna programı ile sonlu elemanlar simülasyonu yapılmıştır.

Arka tampon testi sırasında ve sonrasında, arka tampona çarpan aracın sürücüsü ve içindekilerin minimum hasarla ayrılması, çarpan araçta bulunanların yaralanmasına yol açacak deformasyonların olmaması ve ASI'nin eşit veya daha az değer vermesi gerekmektedir. 1.4'ten fazla. Bunun gerçekleşebilmesi için çarpışma sırasında oluşan enerjinin aracın koruyucu arka tamponu ve ön kısmı tarafından emilmesi gerekiyor. Çalışmanın sonuçları değerlendirilirken EN 1317-2'de belirtilen ASI hasar indeksi değerinin üst sınırı olan 1,4'ün altında olması amaçlandı.

DENEY BULGULARI VE TARTIŞMA

Simülasyonun simülasyon öncesi başlangıç ​​durumu Şekil 4.1'de, hız ve ivme grafikleri ise Şekil 4.1-4.30'da verilmiştir. Simülasyon sonuçları incelendiğinde tüm simülasyonlarda binek araç ağır aracın şasisinin altından geçmemiş, yolcu kabininde yolculara zarar verecek herhangi bir deformasyon meydana gelmemiştir. Ağır aracın arka koruyucu tamponu ile binek aracın ön kısmı, çarpışma sırasında meydana gelen darbeyi emerek deforme oldu.

SONUÇ VE ÖNERİLER

URL: www.haberturk.com/duzce-haberleri/61762330-duzcede-secim-gunu-feci-kaza-2-olu-2-yaralitira-back-carpan-automobilde-mother-and-father Son erişim tarihi. İnternet: Bloch B., Deep Impact, Truck underride, Crash Test Technology International, URL: http://www.autosafetyexpert.com/Assets/Docs/deep_impact.pdf Son erişim. Atahan A.O., (2003), Ağır araç arkadan çarpmalara yönelik enerji sönümleyici şasi korumasının tasarımı ve simülasyonu, Ağır Araç Sistemleri, Int.

A Recommended Specification for Heavy Vehicle Rear Guards, Mustafa Kemal Üniversitesi, Accident Analysis and Prevention. In Heavy Vehicle Using Finite Element Analysis, International Journal of Innovative Research & Development, Vol 2, Issue A Study on Application of Energy-Dissipating Protection Device in Car to Truck Rear Underride, Fifth Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation, p. SUN Bohua, ZHAO Jian, YANG Zi, REN Luquan, ZHU Bing, (2014), Design and Analysis of Bio-Inspired Rear Protective Devices for Heavy Trucks, Applied Mechanics and Materials Vol.

Finite Element Analysis of Rear Underrun Protection Device (RUPD) with Sequential Loadings and Stress Mapping Method in Radioss, Altair Technology Conference, India. Crashing Analysis of Rear under Run Protection Device (RUPD), Imperial Journal of Interdisciplinary Research, Vol-3, Issue-9. Shah, (2017), Design and Simulation of a Rear Underride Protection Device (RUPD) for Heavy Vehicles, International Journal of Crashworthıness.

Crash Test Performance of Large Truck Undercarriage Rear Guards, Insurance Institute for Highway Safety Internet: SolidWorks Kılıvas Kılavuzu URL:. https://www.solidworks.com/sw/docs/Student_WB_2011_ENG.pdf. Internet: National Crash Analysis Center, National Crash Analysis Center Library Dodge Neon Finite Element Model, 2016 URL: www.ncac.gwu.edu/vml/models.html Son Erişim Tarihi.