Otomobillerde ön çarpışma kolu malzemesi olarak FEE340 ve DP600 malzemelerin çarpışma performanslarının karşılaştırılması

Abstract

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 yer değiştirme, 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 yer değiştirme miktarının %11 daha fazla olduğu görülmüştür.

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.