Tez detayları

Shape optimization of bumper beam under low-velocity impact = Düşük-hızlı çarpışma altında tampon kirişinin optimum şekil tasarımı

Yazarlar:

Dadashzadeh, Sina

Yayıncı:

Boğaziçi Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2018

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000066260

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

Bumper beam is an important part of vehicles providing protection from collisions. Its main function is to prevent damage to the rest of the vehicle in low-speed collisions. For this reason, it should absorb the energy of collision at low speeds without undergoing large deflections and large plastic deformation. Weight, cost, and performance are important factors in the design of automotive parts. The objective of this study is to obtain an optimum shape that improves the performance of a bumper beam without increasing weight. The impact phenomenon is simulated in ANSYS LS-DYNA according to IIHS low-velocity impact standard, in which the full-width of the bumper beam hits a rigid barrier by 10 km/h. The objective function to be minimized includes the maximum intrusion as well as the weight. The cross-sectional profile is defined by spline curves passing through key points. The coordinates of the key points are chosen as the optimization variables. The bumper beam is optimized for a steel and an aluminum. Different optimum shapes are obtained for different materials. The two optimum designs and some benchmark shapes are compared in terms of maximum intrusion of the bumper beam, peak transmitted force, maximum plastic strain, weight, and cost. Significant improvements are observed in the performance of the optimally shaped beams compared to the benchmark beams.

Tampon kirişi, araçların çarpışmalardan korunmasını sağlayan önemli bir parçasıdır. Asıl görevi, düşük hızlı çarpışmalarda aracın kalanına oluşacak hasarı engellemektir. Bu sebeple, düşük hızlardaki çarpışmaların enerjisini, büyük sehimlere ve plastik deformasyona uğramadan emmelidir. Ağırlık, maliyet ve performans, otomotiv parçalarının tasarımında önemli etkenlerdir. Bu çalışmanın amacı, tampon kirişinin ağırlığını artırmadan performansını iyileştirmektir. Çarpışmanın benzeşim modeli, ANSYS LS-DYNA'da, IIHS düşük-hızlı çarpışma standardına uygun olarak geliştirildi; bu standarda göre tampon kirişinin tam-genişliği rijit bir bariyere 10 km/sa hızla çarpmaktadır. Azaltılacak gaye fonksiyonu, maksimum girme miktarının yanı sıra ağırlığı da içermektedir. Enine kesit profili, kilit noktalardan geçen eğrilerle tanımlandı. Kilit noktaların koordinatları eniyileme değişkenleri olarak seçildi. Tampon kirişinin eniyilemesi bir çelik ve alüminyum malzeme için yapıldı. Çeşitli en iyi şekiller farklı malzemeler için elde edildi. İki en iyi tasarım ve bazı kıyaslama şekilleri, tampon kirişinin maksimum girme miktarı, en yüksek iletilen kuvvet, azami plastik gerinme, ağırlık ve maliyet açısından karşılaştırıldı. Diğer kirişlerle karşılaştırıldığında, en iyi şekilli kirişlerin performansında önemli iyileşmeler gözlemlendi.

Tez detayları

Shape optimization of bumper beam under low-velocity impact = Düşük-hızlı çarpışma altında tampon kirişinin optimum şekil tasarımı

Yazarlar: Dadashzadeh, Sina

Yayıncı: Boğaziçi Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2018

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000066260