Araçlarda kullanılan emniyet kemerlerinin kaza anında insan sağlığına olan olumsuz etkilerinin azaltılması için bir sistem geliştirilmesi

Abstract

Emniyet kemeri sistemleri, otomotiv endüstrisinde kullanılan standart güvenlik ekipmanlarındandır. Emniyet kemeri kullanımı sayesinde araç içerisindeki yolcuların güvenlik seviyeleri arttırılmış ve ciddi yaralanmaların önüne geçilmiştir. Özellikle emniyet kemerinin hava yastığıyla birlikte kullanımı sonucunda, yolcuların kafalarının araç kokpitine çarpmasının önüne geçilerek olası travmaların en alt seviyelere indirilmesi hedeflenmektedir. Ancak mevcut emniyet kemeri sistemlerinin kaza sırasında açığa çıkan enerjiyi tam olarak absorbe edemediği anlaşılmıştır. Tam olarak sönümlenemeyen bu kuvvetin araç içerisindeki yolcular üzerinde kaburga kemiği kırıkları, deri üzerindeki morarmalar gibi çeşitli yaralanmalara sebep olduğu gözlemlenmiştir. Bu kapsamda, emniyet kemeri sisteminin mevcut faydalarından ödün vermeden, insan bedeni üzerinde oluşan travmayı minimize edecek bir sönümleme sistemi tasarlanmış ve bu sistem için gerekli olan analizler yapılmıştır. Bahsi geçen bu sönümleme sistemi CATIA yazılımı kullanılarak modellenmiş, gerekli olan analizler ise ABAQUS yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sönümleme görevini gerçekleştirecek olan alüminyum köpüğün farklı formları için sonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda kesik piramit modelinin optimum sonucu verdiği görülmüştür. Bu çalışmada, emniyet kemeri sistemleri için tasarlanmış olan yeni sönümleme sistemi sayesinde kaza anında açığa çıkan enerji absorbe edilerek, bu enerjinin yolcular üzerindeki çeşitli olumsuz etkilerinin ortadan kaldırılması hedeflenmektedir.

One of the standard safety elements in the automobile industry is the seat belt system. The security level of passengers in the vehicle is increased considerably by using seat belts. Notably, the use of the seat belt in conjunction with the airbag during traffic accidents is intended to reduce the number of traumas. Also, the seat belts prevent passengers’ head from crashing into the vehicle’s dashboard. Nevertheless, it is revealed that the present seat belt systems have inferior energy absorbing performance resulting in undamped forces which causes various injuries on the human body during a crash, commonly as rib fractures and severe bruises. In this study, a novel system with aluminium foam for energy absorbing purposes is designed which is suitable to be integrated into the seat belt system. The CAD model is constituted in CATIA software, and the finite element analyses for determining the most efficient energy absorbing geometry for the aluminium foam are carried out by ABAQUS software. Among the different forms of aluminium foams, the truncated pyramid is found to be the optimum geometry to be used in the new system which will help to minimize the negative effects of an undamped force on the human body during an accident.