Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Havacılık ve Uzay Mühendisliği Anabilim Dalı
A study on energy trapping parameters of a multistableelastic beam
Birden fazla kararlı hale sahip elastik bir kirişin enerji tuzaklama miktarını etkileyen parametrelerin belirlenmesi
Ahmet Zembilören - 2018Teze Git (tez.yok.gov.tr)
Özet:
Energy absorbing systems are being widely used in personnel protection, packaging of special products, aircraft and land vehicles and in many other industries as impact absorbers. Conventional energy absorbing systems absorb impact energy usually by undergoing plastic deformation and thus cannot be reused. A multistable elastic tilted beam can lock in (trap) strain energy when exposed to an impact and can fully recover after unloading. This fully reversible cycle allows repetitive usage of the system for many times. In this study, factors effecting energy-trapping capacity of an elastic tilted beam are determined by using finite element method (FEM). A 2D planar beam is modeled with the commercial finite element program ABAQUS. Geometrical and topological parameters defining the model are varied and many finite element runs are conducted to determine the energy trapping capacity of the beam while keeping the volume of the beam constant. Optimum beam dimensions, tilt angle and geometry are found. The objective of this study is to determine the parameters of the tilted beam yielding to the maximum energy trapping while using the same amount of material.
Summary:
Enerji emici sistemler kişisel korumada, özel ürünlerin ambalajlanmasında, uçak ve kara araçlarında ve diğer birçok endüstride darbe emici olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Geleneksel enerji emici sistemler kalıcı şekil değiştirmeye maruz kalarak darbe enerjisini emer ve bu nedenle tekrar kullanılamazlar. Birden fazla kararlı hale sahip, eğimli pozisyonda bulunan elastik bir kiriş, darbeye maruz kaldığında gerinim enerjisini hapsedebilir (tuzaklayabilir) ve boşaltma işlemi sırasında tuzaklanan enerjinin hepsini geri verebilir. Bu tamamen çevrilebilir döngü, sistemin sürekli olarak birçok kez kullanılmasını sağlar. Bu çalışmada, eğimli pozisyonda bulunan elastik bir kirişin enerji tuzaklama miktarını etkileyen faktörler sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. İki boyutlu düzlemsel bir kiriş ticari sonlu elemanlar analiz programı ABAQUS ile modellenmiştir. Modeli tanımlayan geometrik ve topolojik değişkenler çalışılmış ve kirişin hacmini sabit tutarak enerji tuzaklama miktarını belirlemek için birçok sonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Yapılan sonlu elemanlar analizleri sonucunda kirişin en uygun boyutları, eğim açısı ve geometrisi bulunmuştur. Bu çalışmanın amacı, kullanılan malzeme miktarı sabit tutulduğunda eğimli kirişin maksimum enerji tuzaklamasını sağlayan değişkenleri belirlemektir.