51CrV4 Yay Çeliğinde Isıl İşlemve Kesit Geometrisinin Çarpışma Dayanıklılığı Üzerine Etkisi

Bu çalışmada, 51CrV4 yay çeliği çarpışma kutusu malzemesi olarak kullanılmış ve çarpışma dayanıklılığı araştırılmıştır. Kare ve silindir kesit geometrisine sahip çarpışma kutuları SolidWorks programında tasarlanmış ve RADIOSS açık zaman entegrasyon yöntemi ve lineer olmayan sonlu elemanlar kodları ile çarpışma analizleri gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, 51CrV4 çelik malzemesi 3 farklı ısıl işleme maruz bırakılarak mekanik özellikleri çekme ve sertlik testleri ile belirlenmiştir. Belirlenen mekanik özelliklere sahip yapının çarpışma dayanıklılığı, emilen enerji, maksimum çarpışma kuvveti, ortalama çarpışma kuvveti, çarpışma kuvveti verimi dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Çarpışma kutularının kütleleri eşit olduğundan emilen enerji oranları özgül enerji emilim oranlarına eşittir. Isıl işlem uygulamasının ve kesit geometrisinin çarpışma dayanıklılığıüzerinde ciddi bir etkisi olduğu gözlemlenmiştir.

EFFECT OF HEAT TREATMENT AND CROSS SECTIONON THE CRASHWORTHINESS OF 51CRV4 SPRING STEEL

In this study,51CrV4 spring steel was used as a crash box material and its crashworthiness was investigated under axial dynamic loading. Crash boxes with cylinder and square geometries were designed in SolidWorks and crash analyseswere performed by using RADIOSS/explicit and nonlinear Finite Element (FE) codes. In addition, 51CrV4 spring steel was subjected to three different heat treatmentsandtheirmechanicalpropertiesweredeterminedbytensileandhardnesstests.The crashworthiness of crash boxwasevaluated taking into account the energy absorption (EA), peak crushing force (PCF), mean crushing force (MCF) and crash force efficiency (CFE). Since the crash boxes had equal mass, their EA rates are equal to specific energy absorption(SEA)rates.It has been observed that heat treatment and cross-section geometry have a serious impact on crashworthiness.

___

  • 1. Alavi Nia, A. and Parsapour, M. (2014). Comparative analysis of energy absorption capacity of simple and multi-cell thin-walled tubes with triangular, square, hexagonal and octagonal sections. Thin-Walled Structures, 74, 155-165. doi:10.1016/j.tws.2013.10.005.
  • 2. Bambach, M., Conrads, L., Daamen, M., Güvenç, O, and Hirt, G. (2016). Enhancing the crashworthiness of high-manganese steel by strain-hardening engineering, and tailored folding by local heat-treatment. Materials & Design, 110, 157-168. doi:10.1016/j.matdes.2016.07.065.
  • 3. Campana, F. and Pilone, D. (2009). Effect of heat treatments on the mechanical behaviour of aluminium alloy foams. Scripta Materialia, 60(8), 679-682. doi:10.1016/j.scriptamat.2008.12.045.
  • 4. Conrads, L., Conrad, L. and Hirt G. (2017). Increasing the energy absorption capacity of structural components made of low alloy steel by combining strain hardening and local heat treatment. International Conference on the Technology of Plasticity, ICTP 2017, 17-22 September 2017, Cambridge, United Kingdom. doi: 10.1016/j.proeng.2017.10.771
  • 5. Karagöz, S. and Yıldız, A. R. (2017). Comparison of recent metaheuristic algorithms for crashworthiness optimisation of vehicle thin-walled tubes considering sheet metal forming effects. Int. J. Vehicle Design, Vol. 73, Nos. 1/2/3, 2017. doi:10.1504/IJVD.2017.082593
  • 6. Liang, C., Wang, C. J., Nguyen, V. B., English, M. and Mynors, D. (2017). Experimental and numerical study on crashworthiness of cold-formed dimpled steel columns. Thin-Walled Structures, 112, 83-91. doi:10.1016/j.tws.2016.12.020.
  • 7. Millett, J., Bourne, N. and Edwards, M. (2004). The effect of heat treatment on the shock induced mechanical properties of the aluminium alloy, 7017. Scripta Materialia, 51(10), 967-971. doi:10.1016/j.scriptamat.2004.07.020.
  • 8. Nakazawa, Y., Tamura, K., Yoshida, M., Tagaki, K. and Kano, M. (2005) Development of crash-box for passenger car with high capability for energy absorption, VIII. International Conference on Computational Plasticity, Barcelona, Spain.
  • 9. N Nasir, H., Srinivasa Prakash, R., Yendluri V. and Daseswara, R. (2017). Comparative Study Of Trigger Configuration For Enhancement Of Crashworthiness Of Automobile Crash Box Subjected To Axial Impact Loading. Procedia Engineering, 173, 1390-1398. doi: 10.1016/j.proeng.2016.12.198
  • 10. N Nasir, H. (2015). Automobile Crash Box Design Improvement Using HyperStudy. India Altair Technology Conference. Hyundai Motor India Engineering Pvt. Ltd. Survey No. 5/2,5/3. Opp. Hitech City Railway Station, Izzatnagar, Hyd – 84.
  • 11. Öztürk, İ. and Kaya, N. (2008). Otomobil Ön Tampon Çarpişma Analizi Ve Optimizasyon, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 13, Sayı 1.
  • 12. Tran, T., Hou, S., Han, X. and Chau, M. (2015). Crushing analysis and numerical optimization of angle element structures under axial impact loading. Composite Structures, 119, 422-435. doi:10.1016/j.compstruct.2014.09.019.
  • 13. Xie, S., Yang, W., Wang, N. and Li, H. (2017). Crashworthiness analysis of multi-cell square tubes under axial loads. International Journal of Mechanical Sciences, 121, 106-118. doi:10.1016/j.ijmecsci.2016.12.005.
  • 14. Yao, S., Xing, Y. and Zhao, K. (2017). Crashworthiness analysis and multiobjective optimization for circular tubes with functionally graded thickness under multiple loading angles. Advances in Mechanical Engineering, 9(4). doi:10.1177/1687814017696660.
  • 15. Yıldız, A. R., Kurtuluş, E., Demirci, E., Yıldız, B. S. and Karagöz, S. (2016). Optimization of thin-wall structures using hybrid gravitational search and Nelder-Mead algorithm. Materials Testing, Vol. 58, No. 1, pp. 75-78. https://doi.org/10.3139/120.110823.
Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-4147
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2002
  • Yayıncı: BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ > MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Ahmet Emir YAKUP, Kamil Hakan KAYA

YAPILARDA YAYGIN KULLANILAN ISI YALITIM MALZEMELERİNİN PERFORMANS ÖZELLİKLERİNİN DUVAR KESİTLERİ ÜZERİNDE DEĞERLENDİRİLMESİ

Nazife ÖZER, Seden ACUN ÖZGÜNLER

TASARIM PARAMETRELERİNİN PARABOLİK OLUK TİPİ BİR GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜNÜN PERFORMANSINA ETKİSİ

Ahmet faruk ÇAĞLAR, İbrahim Barış TALAY

Direnç Tipi Yük Hücresi Kullanılarak Bir İplik Gerginlik Sensörü Tasarımı ve Üretimi

Recep EREN, Özge ÇELİK, Hüseyin Nizam MUTLU

ÜÇÜNCÜ DERECEDEN YENİ BİR QUADRATURE OSİLATÖR TASARIM

Ali İhsan KARACAN, Ahmet Gökçen MAHMUTOĞLU

S. cerevisiae ile REMAZOL SARI (RR) GİDERİMİNE YAPAY SİNİR AĞI (YSA) YAKLAŞIMI

Fatma ERDEM

GÜNEŞ ENERJİLİ PARABOLİK ÇANAK SİSTEMDE ALÜMİNYUM METALİNİN ERİTİLMESİNİN TERMAL VE MATEMATİKSEL ANALİZİ

Caner COŞKUN, Deniz ULUSARSLAN

Çörekotu Yağı İçeren Poliüretan Nanolifli Yüzeylerin Morfolojik Özellikleri Üzerine Bazı Proses Parametrelerinin Etkilerinin Araştırılması

Cansu ARAS, Şebnem DÜZYER GEBİZLİ, Elif TÜMAY ÖZER, Emine Esra KARACA

İYİLEŞTİRİLMİŞ AKIM GERİ BESLEMELİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ İLE SİNUSOİDAL OSİLATÖR TASARIMI

Merih YILDIZ

BİR ENDÜSTRİYEL ROBOTUN KAFESSİZ ÇALIŞMASINI SAĞLAYACAK GÖRÜNTÜ TABANLI GÜVENLİK SİSTEMİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Furkan DUMAN, Ekrem DÜVEN