Statik ve Dinamik Yük Altındaki Çekme Alüminyum Profillerde Kesit Alan Tasarımının Mekanik Davranışa Etkisi

Abstract

Bu çalışmada aynı kesit alana ve dış ölçülere sahip farklı kesit geometrilerinde tasarlanmış alüminyum profil yapıların eğilme, burulma ve çarpışma enerjisi sönümleme kabiliyetlerinin kıyaslanması ve performans değerlendirmeleri yapılmıştır. Bu amaçla oluşturulan geometriler beş adet silindirik ve dört adet kare kesitli olarak iki gruba ayrılmıştır. Dış hat ölçüleri aynı olan geometriler, kesit alan miktarları aynı olacak şekilde değişken iç kesit tasarımlarına sahiptir. Sonlu elemanlar metodu kullanılarak profil yapıların farklı tip yük altındaki mekanik davranışları incelenmiştir. Analiz sonuçları, Eğilme ve döndürme yükleri altındaki Maksimum von-misses gerilmeleri, rijitlik değerlerinin kıyaslanması, çarpışma testlerinde ise Maksimum ve ortalama çarpışma kuvvetleri, Sönümlenen enerji ve Spesifik enerji sönümleme oranlarının kıyaslanması olarak değerlendirilmiştir. Çalışmada eğilme ve burulma yüklerinde yüksek performans gösteren profil yapıların eksenel çarpışma yüklerinde daha düşük performans gösterebildiği görülmüştür.

In this paper, Mechanical behavior and performance of aluminum extruded tubes which have same cross-sectional area and length, have been investigated under bending and torsion static loading and dynamic axial loading. Nine Tube geometries have been classified in two groups, five are “Circular” and four are “Square”. Each tube in the groups has same outer dimensions, lengths, cross sectional area and thickness with other one but has singular design of internal geometries. The investigation has been performed using by Finite Element Methods to derive and compare the maximum von-mises stress, deformation, structural stiffness, maximum/average crashing force, internal (absorbed) energy and Specific Energy Absorption ratio of the each tube under static and dynamic loading. In the study, it has been shown that the some type of tubes which has a greater strength performance under static loading, not passed the average values of the others under dynamic axial loading.