BİNEK ARAÇ KOLTUK KIZ AK BAĞLANTI BRAKETİNİN TASARIMI VE ÜR ÜN TESTLERİNİN GERÇEKLEŞTİRİL MESİ Ömer Osman DEV ECİ T.C. BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİNEK ARAÇ KOLTUK KIZAK BAĞLANTI BRAKETİNİN TASARIMI VE ÜRÜN TESTLERİNİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Ömer Osman DEVECİ 0000-0002-2693-4894 Prof. Dr. Ali DURMUŞ (Danışman) YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BURSA – 2020 Her Hakkı Saklıdır Fen Bilimleri Enstitüsü, tez yazım kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez çalışmasında; − tez içindeki bütün bilgi ve belgeleri akademik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi, − görsel, işitsel ve yazılı tüm bilgi ve sonuçları bilimsel ahlak kurallarına uygun olarak sunduğumu, − başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda ilgili eserlere bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunduğumu, − atıfta bulunduğum eserlerin tümünü kaynak olarak gösterdiğimi, − kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapmadığımı, − ve bu tezin herhangi bir bölümünü bu üniversite veya başka bir üniversitede başka bir tez çalışması olarak sunmadığımı beyan ederim. 01/07/2020 Ömer Osman DEVECİ ÖZET Yüksek Lisans Tezi BİNEK ARAÇ KOLTUK KIZAK BAĞLANTI BRAKETİNİN TASARIMI VE ÜRÜN TESTLERİNİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Ömer Osman DEVECİ Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Ali DURMUŞ Otomotiv üreticilerinin mevcut pazar paylarını korumak ve yeni pazarlara girebilmek amacıyla tasarladığı araçlardaki emisyon değerlerini düşürmeye yönelik çalışmalar yapması gerekmektedir. Emisyon değerinin azaltılmasında önemli etkenlerden biri aracın ağırlığıdır. Bu tez kapsamında, M1 sınıfı binek araçlarda ön koltuklarda kullanılan kızak mekanizmasında ağırlık azaltma yöntemleri üzerine çalışılmıştır. ECE R14 ve ECE R17 regülasyon testlerinden geçen ve sonlu elemanlar modeli ile doğrulanmış bir ön koltukta, mevcut kızak bağlantı braketi yerine yekpare bir braket tasarımı geliştirilmiştir. Malzemesi çift fazlı çelik (DP) olacak şekilde belirlenmiş ve geometrisine topografya optimizasyonu yapılmıştır. Çıkan modelin üretim unsurları göz önünde bulundurularak tasarımı güncellenmiş ve nihai haline getirilmiştir. Regülasyon şartlarına göre sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Ardından çarpışma testlerinin de olduğu fiziksel testlerle tasarım doğrulanmıştır. Testlerin sonuçları sonlu elemanların sonuçlarına oldukça yakındır. Çalışma sonucu geliştirilen parçada %20 ağırlık azaltılmıştır. Anahtar Kelimeler: Araç koltuk kızak mekanizması, topografya optimizasyonu, ağırlık azaltma, ECE R14, ECE R17, tasarım doğrulama, sled testi i 2020, viii + 58 sayfa. ABSTRACT MSc Thesis DESIGN AND VALIDATE OF CAR SEAT TRACK'S MOUNTING BRACKETS Ömer Osman DEVECİ Bursa Uludağ University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Ali DURMUŞ Automotive manufacturers should work to reduce their emission values in the vehicles they design to maintain their current market share and enter new markets. One of the important factors in reducing the emission value is to reduce the weight of the vehicle. Within the scope of this thesis, weight reduction methods are studied in the seat track mechanism used in the front seats in passenger cars of the M1 class. In a front seat, which has passed the ECE R14 and ECE R17 regulation tests and has been verified by the finite element model, a monobloc bracket design has been developed instead of the existing tracks link brackets. Its material has been determined to be a Double Phase steel (DP) and its geometry has been topography optimized. The final model was created by updating the design of the resulting model in terms of manufacturability. Finite element analyzes were performed according to the regulation conditions. The design was then verified by physical tests, including crash tests. Test and finite elements results are so close. 20% weight has been reduced in the part developed as a result of the study. ii Key words: Vehicle seat track mechanism, topography optimization, weight reduction, ECE R14, ECE R17, design validation, sled test 2020, viii + 58 pages. TEŞEKKÜR Bu tez çalışmasını hazırlamamda bana destek veren ve yardımlarını esirgemeyen değerli hocam Prof. Dr. Ali DURMUŞ’a teşekkürlerimi sunarım. Prototip üretimi ve sled çarpışma testi imkânlarını sağlayan Martur Fompak International’a, Ar-Ge direktörümüz Dr. Recep KURT’a, inovasyon sorumlumuz Dr. Reyhan ÖZCAN BERBER’e, sanal doğrulama müdürümüz Yük. Müh. Murat DAL’a, sanal doğrulama kıdemli uzmanımız Yük. Müh. Serdar SARISAÇ’a ve Mekanizmalar Bölümü mesai arkadaşlarıma desteklerinden dolayı teşekkürlerimi sunarım. Her zaman olduğu gibi bu süreçte de yanımda olan değerli eşim Yük. Müh. Senem ŞİRİN DEVECİ’ye, oğullarımız Egehan ve Mert DEVECİ'ye ve anne-babama teşekkürlerimi sunarım. Ömer Osman DEVECİ 01/07/2020 iii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET ............................................................................................................................ i ABSTRACT ................................................................................................................. ii TEŞEKKÜR ................................................................................................................ iii SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ .................................................................... v ŞEKİLLER DİZİNİ ..................................................................................................... vi ÇİZELGELER DİZİNİ .............................................................................................. viii 1. GİRİŞ ................................................................................................................. 1 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI ...................................................................................... 3 3. MATERYAL ve YÖNTEM .................................................................................... 15 3.1. Araç Koltuklarının Sınıflandırılması..................................................................... 15 3.2. Araç Koltuklarının Güvenlik Şartları .................................................................... 16 3.2.1. Koltuk H Noktasının Belirlenmesi ..................................................................... 16 3.2.2. ECE R14 ........................................................................................................... 18 3.2.3. ECE R17 ........................................................................................................... 20 3.3. Mevcut Kızak Profili ve Braketlere Ait Teknik Bilgilerin Toplanması .................. 22 3.4. Mevcut FEA Sonuçlarına Göre Brakete Gelen Yüklerin Belirlenmesi .................. 24 3.5. Optimizasyon ....................................................................................................... 25 3.5.1. Topografya Optimizasyonu ............................................................................... 27 3.5.2. Optimizasyon Modelinin Hazırlanması .............................................................. 27 3.6. Tasarımın Güncellenmesi ..................................................................................... 30 3.7. Sonlu Eleman Analizi........................................................................................... 32 3.7.1. Sonlu Eleman Modeline ECE R14 Regülasyonunun Uygulanması .................... 32 3.7.2. Sonlu Eleman Modeline ECE R17 Regülasyonunun Uygulanması .................... 33 3.8. Fiziksel Testler ..................................................................................................... 35 3.9. Ürün Tasarımının Dondurulması .......................................................................... 40 4. BULGULAR VE TARTIŞMA ................................................................................ 41 4.1. Sonlu Eleman Analiz Sonuçları ............................................................................ 41 4.2. Test Sonuçları ...................................................................................................... 43 5. SONUÇ ............................................................................................................... 52 KAYNAKLAR ........................................................................................................... 53 ÖZGEÇMİŞ................................................................................................................ 58 iv SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ Simgeler Açıklama m Kütle (kg) F Kuvvet (N) t Zaman (ms) f Frekans (Hz) σ Normal gerilme (N/mm2) τ Kayma gerilmesi (N/mm2) ε Gerinim E Elastisite modülü (N/mm2) ρ Özgül kütle (kg/mm3) υ Poisson oranı g Yerçekimi ivmesi (m/s²) Kısaltmalar Açıklama 3D Three Dimensions / Üç Boyutlu AHSS Advanced High Strength Steels / İleri Yüksek Mukavemetli Çelik CAD Computer Aided Design / Bilgisayar Destekli Tasarım DP Dual Phase / Çif Fazlı ECE Economic Commission for Europe / Avrupa Ekonomik Komisyonu FEA Finite Element Analysis / Sonlu Eleman Analizi FMEA Failure Mode and Effects Analysis / Hata Türleri ve Etkileri Analizi FMVSS Federal Motor Vehicle Safety Stds / Federal Motorlu Araç Güvenlik Std NCAP New Car Assesment Programme / Yeni Araç Değerlendirme Programı NVH Noise Vibration Harshness / Gürültü Titreşim Hışırtı OEM Original Equipment Manufacturer / Orijinal Ekipman Üreticisi v ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa Şekil 3.1. Koltuk iskeleti alt bölümleri ........................................................................ 15 Şekil 3.2. H noktası manken uzuvları ve ağırlıkları .................................................... 17 Şekil 3.3. H noktası manken boyutları ve kuvvet uygulama noktaları .......................... 18 Şekil 3.4. Bel emniyet kemer çekme bloğu (ECE R14 2012’den çevrilmiştir) ............. 19 Şekil 3.5. Omuz emniyet kemer çekme bloğu (ECE R14 2012’den çevrilmiştir) ......... 19 Şekil 3.6. Koltuk mekanizma pozisyonları .................................................................. 20 Şekil 3.7. Test blokların araç üstünde gösterimi, üst görünüş (ECE R17 2014) ............ 21 Şekil 3.8. Test blokların araç üstünde gösterimi, yan görünüş (ECE R17 2014) ........... 21 Şekil 3.9. Uygulanacak ivme (ECE R17 2014) ............................................................ 21 Şekil 3.10. İş akış şeması ............................................................................................ 22 Şekil 3.11. Koltuk kızak mekanizmasına ait isimlendirme ........................................... 23 Şekil 3.12. Kızak braketlerine ait isimlendirme ........................................................... 24 Şekil 3.13. Yay elemanlar ve kuvvet değerleri............................................................. 24 Şekil 3.14. Bunyanın boyutsal parametreleri (Balaban 2011)....................................... 27 Şekil 3.15. Braket sonlu eleman modeli ...................................................................... 28 Şekil 3.16. Elemanların deformasyon modlarının gösterim şekilleri (Sarısaç 2016) ..... 29 Şekil 3.17. DP1000 malzeme için gerilme - gerinme eğrileri (SSAB) .......................... 30 Şekil 3.18. Optimizasyon öncesi braket modeli ........................................................... 31 Şekil 3.19. Optimizasyon sonrası braket modeli .......................................................... 31 Şekil 3.20. Optimizasyon sonrası tasarımı güncellenen braket modeli ......................... 32 Şekil 3.21. ECE R14 sonlu eleman analiz modeli ........................................................ 33 Şekil 3.22. ECE R17 önden çarpma sonlu eleman analiz modeli ................................. 34 Şekil 3.23. ECE R17 bagaj çarpma sonlu eleman analiz modeli .................................. 35 Şekil 3.24. Prototip üretimi yapılan koltuk iskeleti ...................................................... 35 Şekil 3.25. Prototip üretimi yapılan komple koltuk ...................................................... 36 Şekil 3.26. Emniyet kemer çekme test cihazı ............................................................... 36 Şekil 3.27. Emniyet kemer çekme test cihazına kurulmuş koltuk ................................. 37 Şekil 3.28. Aşamalı uygulanan kuvvetlerin zamana göre grafiği .................................. 37 Şekil 3.29. Martur Fompak International sled çarpışma test cihazı .............................. 38 Şekil 3.30. ECE R17 önden çarpma testi için sled test cihazına kurulmuş koltuk ......... 38 Şekil 3.31. Testte uygulanması gereken ivmenin ivme-zaman grafiği .......................... 39 Şekil 3.32. ECE R17 bagaj çarpma testi için sled test cihazına kurulmuş koltuk .......... 39 Şekil 4.1. ECE R14 sonlu eleman analiz sonucu .......................................................... 41 Şekil 4.2. Koltuk iskeleti üzerindeki plastik gerilme dağılımı ...................................... 42 Şekil 4.3. ECE R17 önden çarpma sonlu eleman analizi deplasman değişimleri .......... 42 Şekil 4.4. ECE R17 bagaj çarpma sonlu eleman analizi deplasman değişimleri ........... 43 Şekil 4.5. ECE R14 test sonrası koltuk yan görünüş .................................................... 43 Şekil 4.6. ECE R14 test sonrası braket detay görünüş .................................................. 44 Şekil 4.7. ECE R14 testinde uygulanan kuvvet-zaman grafiği ..................................... 44 Şekil 4.8. ECE R17 önden çarpma test sonrası perspektif görünüş............................... 45 Şekil 4.9. ECE R17 önden çarpma test sonrası yan görünüş ........................................ 45 Şekil 4.10. ECE R17 önden çarpma test sonrası kızak braketi yan görünüş ................. 45 Şekil 4.11. ECE R17 önden çarpma testinde gerçekleşen ivme-zaman grafiği ............. 46 Şekil 4.12. ECE R17 bagaj çarpma test sonrası yan genel görünüş .............................. 46 Şekil 4.13. ECE R17 bagaj çarpma test sonrası yan görünüş ....................................... 47 Şekil 4.14. ECE R17 bagaj çarpma testinde gerçekleşen ivme-zaman grafiği .............. 47 vi Şekil 4.15. ECE R17 önden çarpma test ve sonlu eleman sonuçlarının kıyaslaması ..... 48 Şekil 4.16. ECE R17 bagaj çarpma test ve sonlu eleman sonuçlarının kıyaslaması ...... 49 vii ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa Çizelge 3.1. Üç nokta emniyet kemeri için emniyet kemer kuvvetleri .......................... 19 Çizelge 3.2. Braket malzemeleri (Tata Steels 2014) .................................................... 22 Çizelge 3.3. Mevcut parça ağırlıkları ........................................................................... 22 Çizelge 3.4. Optimizasyon parametreleri ..................................................................... 26 viii 1. GİRİŞ Günümüzde üretilen araçlarda emisyon değerlerinin önemi oldukça yüksektir. Küresel ısınmayı artıran sebeplerden biri de araçlardan salınan karbondioksittir. Salınım değerlerini azaltacaklarına dair ülkelerin belirli hedefleri vardır. Bu doğrultuda hazırlanan yasalarla emisyon değerlerine göre vergilendirme yapan ülkeler mevcuttur. Özellikle Avrupa ülkelerinde bazı şehirlerde yüksek emisyon değerlerine sahip araçların kullanabileceği yollara kısıtlama getirilmiş ve bazı şehirlerde de girişlerinin komple yasaklanması gibi yaptırımlar söz konusu olmuştur. Kaynakların korunmasını da içeren küresel çevrenin korunması öncelikli bir konudur. Dünyadaki araç sayısındaki artışla birlikte petrol tüketimi artmaya devam etmiş ve çevre sorunları daha ciddi bir sorun haline gelmiştir. Dünyadaki ülkeler, araç egzoz gazındaki izin verilen hidrokarbon (HC), karbon monoksit (CO) ve azot oksitler (NOx) seviyelerini düzenleyen standartlar benimsemiştir. Bu egzoz emisyon düzenlemeleri gelecekte daha da sıkılaştırılacaktır (Anonim 2020). Araçların güvenliğini arttırmak için, kaza emniyetine ek olarak kazaları önlemeye yönelik güvenlik çözümleri önemli hale gelmiştir. Çarpışma güvenliğini artırmak için teknolojilerin geliştirilmesi sırasında trafik kazaları simülasyonlarla analiz edilmektedir. Analiz sonuçlarından yola çıkarak çarpışma hızını azaltmak üzere otomatik fren sistemi ve acil durdurma sistemi gibi yeni çarpışma güvenliği teknolojileri uygulanmaktadır. Güvenlik bilgilerinin toplanması ile yapılan çalışmalar, akıllı görüş algılama ve araçtan araca iletişim sistemleri gibi gelişmiş teknolojiler kullanılarak ileri güvenlikli araçların ve ileri otoyol sistemlerinin geliştirilmesini sağlamıştır. Yeni araç değerlendirme programı (NCAP) altında yapılan araç çarpışma testlerinin sonuçları ve her bir modelinin kaza oranları günümüzde açıklanmaktadır. Daha sıkı güvenlik düzenlemeleri ve güvenlikle ilgili bilgilerin açıklanması nedeniyle, tüketiciler bugün güvenlik konusunda her zamankinden daha fazla endişe duymaktadır (Cantor Grant Johnston 2008). Araç kullanımındaki artışa paralel olarak sürücü ve yolcuların koltuk üzerinde geçirdikleri zaman artmıştır. Dolayısı ile aracın önemli parçalarından biri de araç 1 koltuklarıdır. Bu sebeple araçtaki tüm parçalarda olduğu gibi araç koltukları da araştırma geliştirme faaliyetleri konusu haline gelmiştir. Bu tez kapsamında; binek araçlarda kullanılabilecek artan güvenlik gerekliliklerini karşılayan, Avrupa regülasyonuna uygun, ağırlığı azaltılmış ön koltuk kızak braketi tasarımı, geliştirmesi, prototip üretimi ve doğrulama testleri sunulmaktadır. Çalışmanın Kaynak Araştırması bölümünde bugüne kadar yapılmış benzer çalışmaların örnekleri anlatılmaktadır. Araştırmaların amacı, seçilen yöntemler ve kullanılan materyaller ile gerçekleşen ağırlık azaltmaları üzerinde durulmuştur. Çalışmanın Materyal ve Yöntem kısmında, çalışma konusu olan koltuğun özellikleri ve sağlaması gereken regülasyonları anlatılmış, bunları sağlaması için gerekli doğrulama testleri açıklanmıştır. Parçaları oluşturacak geometrinin 3D katı modellemesi, optimizasyon ve sonrasında üretilebilirlik çalışmaları anlatılmıştır. Sonlu eleman metodu ve üretilen prototiplere yapılacak testler detaylandırılmıştır. Bulgular bölümünde optimizasyonun sonuçları, sonlu eleman analizi ve test sonuçları özetlenerek, sonuçların birbiri ile kıyaslaması yapılmıştır. İlk seferde doğru ürün ortaya koymak, özellikle araç koltukları gibi yüksek maliyetli parçalarda oldukça önemlidir. Prototip ürün maliyetleri, çarpışma testleri gibi doğrulama testleri ve harcanan mühendislik maliyetleri dikkate alındığında sonlu elemanlar ile testlerin yüksek oranda korelasyonunu sağlamak öncelikli olmuştur. Çalışmanın Tartışma ve Sonuç bölümünde korelasyon durumu verilmiş ve diğer literatür çalışmaları ile kıyaslanmıştır. Çalışmanın ana hedefleri; öncelikle sonlu eleman analizlerinde ve ardından sled çarpışma testlerinde beklenen standartları karşılayan, testlerde elde edilen sonuçlarla sonlu eleman analizleri sonuçları kıyaslandığında %90’ın üstünde korelasyon oranına sahip, mevcut parçalara göre %15 daha hafif kızak braketi ortaya koymaktır. 2 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI Yapılan literatür taraması sonucunda bulunan çalışmalar aşağıda özetlenmiştir. Rashidy ve ark. (2001) çalışmalarında LS-DYNA / Madymo yazılımlarını kullanılarak aktif güvenlik ekipmanları entegre edilerek geliştirilmiş koltuğa, önden, arkadan, yandan çarpma ve devrilmeye uygun çarpışma testlerini yaparak jenerik bir koltuğa göre farklılıklarını ortaya koymuştur. Koltukta entegre güvenlik ekipmanları olarak çift lineer sırt yatırma mekanizması, piroteknik bel kemeri gergisi, 4 kN yük sınırlayıcı, uzatılmış başlık sistemi, arkadan çarpma enerji sönümleyici, koltuğa entegre emniyet kemeri ve yan çarpma hava yastık sistemi bulunmaktadır. Çalışmanın sonucunda güvenlik ekipmanlarına haiz koltuk daha yüksek çarpışma performansı elde etmiştir. Sonlu elemanlar ve testlerin sonuçları kıyaslandığında hata türü açısından aynı sonuçlar elde edilmiştir. De Cássia Silva ve ark. (2019) çalışmalarında, önden ve arkadan çarpma şartlarında ön koltuk emniyet kemer bağlantı noktasının güvenirliliğini değerlendirmiştir. Ansys yazılımı ile ECE R17 regülasyonunda belirtilen değerlerde yük uygulanarak, lineer olmayan sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiş ve kızak mekanizması parçaları üzerine gelen gerilme değerleri çıkarılmıştır. Gerilme değerleri seçilen malzemenin akma noktasından düşük olduğu için uygun çıkmıştır. Bu analizlere ilave olarak, regülasyonun gerekleri dışında, bir de 5g’lik bir ivme ile yorulma analizi yapılmıştır. Yorulma sonuçlarına göre ürün istenen ömrü sağlayamamıştır. Malzeme değişikliği gibi tasarım parametreleri üzerinde çalışılarak ürün ömrünün artacağı değerlendirilmiştir. Macnaughtan ve Khan (2005) çalışmalarında, testler ile sonlu elemanlar arasında korelasyonu yükseltecek teknikler sunarak, simülasyonların güvenilirliğini artırmayı hedeflemişlerdir. Sonlu elemanlar çözücüsü olarak LS-DYNA Explicit Dinamik Çözücü kullanılarak, Kuzey Amerika ve Avrupa Birliği regülasyonlarına göre çarpışma testleri gerçekleştirilmiş ve sonlu elemanlar ile testlerde aynı bulgular elde edilmiştir. Çalışmanın devamı olan detay parçaların değerlendirilmesi sonraki çalışmalara bırakılmıştır. 3 Yüce ve ark. (2013) çalışmalarında, katı modeli CATIA V5 üzerinde hazırlanmış arka sıra yolcu koltuğu, sonlu eleman yazılımı Hyperworks üzerine aktararak ECE regülasyonuna göre analizlerini gerçekleştirerek testlerle doğrulamıştır. Ağırlık azaltmaya odaklanan bu çalışma sonucunda yüksek mukavemetli çelikler ve elyaf takviyeli plastik parçalar kullanılarak %20 hafifletilmiş koltuk modeli geliştirilmiştir. Prototip üretiminin ardından testlerle doğrulaması yapılan koltuklar ECE regülasyonuna göre istenen şartları sağlamıştır. Choubey ve ark. (2017) çalışmalarında, araç koltuklarında ileri-geri hareketi sağlayan kızak mekanizmalarının ayar esnasındaki kullanıcı konfor şartlarını değerlendirmiştir. Mekanizmanın açma koluna uygulanan efor, kol hareket mesafesi, kolun katılığı ve kolun aşırı hareketi gibi tüm konfor şartları, subjektif ve objektif açıdan değerlendirilerek sonuçları kıyaslanmıştır. Kol açma eforu dışındaki diğer parametrelerin kullanıcı konfor şartlarına doğrudan etki ettiği tespit edilmiştir. Van Hoof ve ark. (2004) özellikle araç koltuğunun konfor ve güvenliğini etkileyen H- noktası belirleme ekipmanının sayısal modelinin yaratılması üzerine çalışmıştır. Çok parçalı bir yapıya sahip bu ekipmana, sonlu elemanlar yönteminin nasıl tanımlandığı anlatılmaktadır. Modelin fiziksel ölçüm sonuçları ile doğrulaması yapılarak güvenirliliği sağlanmıştır. Sonlu elemanlarda kullanılan manken modeline göre kıyaslandığında da gerçeğe daha yakın olduğu tespit edilmiştir. Sharna ve ark. (2008) ön koltuk emniyet kemer bağlantı noktalarının, ECE R14 regülasyonu yükleme şartlarında dayanımı üzerine çalışmışlardır. Regülasyondaki yüklere ulaşma süresi olarak 50, 20 ve 5 saniye olacak şekilde farklı çekme hızlar uygulanarak fiziksel testleri gerçekleştirmiştir. Tam yüke ulaştığı sürenin 50 saniye olduğu düşük çekme ivmesinde, emniyet kemer bağlantı noktalarının dayanımının diğer hızlardaki çekme sonuçlarına göre kıyaslandığında düşük olduğu görülmüştür. 5 saniyede yüke ulaştığı hızlı çekmede ise malzemenin içyapısında meydana gelen şekil değişimine bağlı oluşan sertliğin parça mukavemetini artırdığı ve böylece fiziksel testlere daha yakın sonuç verdiği belirtilmiştir. 4 Jaranson ve Ahmed (2015) tarafından yapılan çalışmada, araç iç trim parçalarının konsept tasarımı, prototip üretimi ve doğrulama aşamaları sunulmaktadır. Özellikle iç trimde torpido traversi ve ön koltuk iskeletinde, karbon elyafı ile güçlendirilmiş kompozit malzemeler ve yüksek mukavemetli çelikler gibi birbirinden farklı malzemelerin kullanımı ve birleştirilmesi üzerine bir çalışma gerçekleştirilerek, toplamda %23,5’lik bir hafifletme sağlanmıştır. Tasarım aşamasında LS-TaSC ve OptiStruct yazılımı kullanılarak parçaların geometri ve topoloji optimizasyonları yapılmıştır. Elde edilen geometri, üretilebilirlik yönünden revize edildikten sonra, LS- DYNA yazılımına aktarılarak ECE R17 regülasyonunun gerekleri olan önden çarpma, arkadan çarpma, bagaj yükü çarpma ve başlık çarpma şartlarına göre sonlu eleman analizleri yapılmış ve sanal ortamda parçalar doğrulanmıştır. Prototip üretiminden sonra regülasyon testleri gerçekleştirilmiştir. Gavelin ve ark. (2007) çalışmalarında, araç ön koltuk iskeleti ile emniyet kemerinin, önden çarpma şartlarında fiziksel olarak nasıl etkileşime girdiğini sunmuştur. Jenerik bir koltuk datası oluşturularak ayrı ayrı 3 ve 4 nokta emniyet kemerleri ve %50’lik Hybrid III FE-dummy model eklenerek LS-DYNA yazılımında sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Analiz sonucunda koltuk sırtının sınır şartları olarak hem rijit hem de deforme olabilir şeklinde tanımlanmıştır. Analiz sonuçlarına göre tüm kemer konfigürasyonlarında gereklilik sağlanmıştır. Shi ve Zu (2018) ön tasarımı yapılan bir araç ön koltuğunun HyperWorks ortamında sonlu elemanlar modelini oluşturarak ve LS-DYNA’da analizlerini gerçekleştirmiştir. GB 14167-2013 regülasyonuna göre uygulanacak yüklerin değeri ve koltuğa hangi noktalardan uygulandığı gösterilmiş ve bu sınır şartlarında koltuk kızakları ve kızak detay parçaları üstüne gelen gerilmeler sunulmuştur. İlk sonuçlara göre ihtiyaç duyulan değişiklikler katı modellerde gerçekleştirilerek yapısal optimizasyon yapılmıştır. Optimize edilen koltuk modeli, tekrar analiz edilmiş ve elde edilen yeni gerilme değerleri malzemenin dayanım sınırının altında çıkması sebebi ile nihai koltuk tasarımı uygun bulunmuştur. 5 Mulla Salim ve ark. (2018) çalışmalarında, Toyota Yaris sedan aracının sürücü koltuğunu referans almıştır. Koltuk datası Hyperworks üzerinde aktarılarak LS- DYNA’da Federal Motor Safety Standardı 207/210 regülasyonuna göre analiz sonuçları sunulmuş ve tasarımda yapılan ilave değişiklikler detaylandırılmıştır. İlk alınan analiz sonuçlarına göre emniyet kemerinin bağlandığı koltuk kızağının alt ve üst profili birbirinden ayrılarak yeterli dayanımı sağlamamıştır. Ardından gerçekleştirilen ilave tasarım değişiklikleri (kızağa eklenen ilave braket, kızak profili sac kalınlığı artırma, kızak profil malzemensinin yüksek mukavemetli çelik olarak tanımlanması gibi değişiklikler) sonucunda, testler başarılı olmuştur. Regülasyonun gerekli kıldığı yapısal analizler dışında koltuk iskeletinin doğal frekans analizlerini de gerçekleştirerek yapının tüm modlardaki frekansları elde edilmiştir. Değerlerin 16 ile 22 Hz dışında olması sebebi ile yapı içindeki birleşme bölgelerinin dayanımı uygun bulunmuştur. Kolich (2000) araç koltuklarının en uygun oturma pozisyonunun belirlenmesi üzerine çalışma yapmıştır. Oturma pozisyonunu belirleyen değişkenler koltuk sırtı yatma açısı ve koltuk kızağı pozisyonudur. Çalışmada C segmentine üretilen 3 farklı araç koltuğu değerlendirilmiştir. Bu koltuklara oturarak değerlendirmelerini almak için farklı boy ve kiloda bay-bayan 12 kişi seçilmiştir. Tasarım pozisyonuna getirilen koltuklara, her defasında bir kişi oturarak, koltuğu kendisine en uygun pozisyona getirmiştir. Elde edilen sırt açısı ve kızak pozisyonları parametreleri istatiksel bir çalışmadan geçirilerek sunulmuştur. Kolich (2014) bir başka çalışmasında, araç koltuklarının tasarım aşamasında hata türleri ve etkileri analizini (DFMEA) kullanarak sistematik ve disiplinli bir yaklaşım sergilenebileceği üzerine çalışmıştır. Bu şekilde bir yaklaşım ile koltuk konfor özelliğinin ürün pazara henüz çıkmadan hata türlerinin gösterilebildiği, risklerinin belirlenerek azaltılabildiği ve belirlenen özellikleriyle tasarımların hayata geçirilebildiği örnek olarak anlatılmaktadır. Çalışmada, DFMEA’ın bir fikir veya kuralın doğrulanabilir hipotez ve teorilere entegre edilebileceği bir mekanizma sunduğu ve bu uygulamanın gerçek bir bilim olarak algılanmayı amaçlayan bir disiplinin temel bir dayanağı olduğunun anlaşıldığı belirtilmektedir. 6 Lotus Engineering (2010) firmasının hazırladığı çalışmada, seri üretimde olan 2009 model Toyota Venza aracını referans alarak, aracın tüm sistemlerindeki (motor ve aktarma organları hariç) ağırlık azaltma potansiyellerini sunmuştur. Bunları “Düşük Geliştirme” ve “Yüksek Geliştirme” şeklinde 2 kategoriye ayırmıştır. “Düşük Geliştirme” başlığında %20 ağırlık azaltma hedefi koyarak 2014 yılından başlayan 2017’de seri üretime girecek araçlara uygulanabilecek mevcut yüksek mukavemetli malzemeler ve tekniği bilinen proseslerle, diğer firma ürünlerinin kıyaslama çalışmalarından edinilen bilgiler doğrultusunda uygulanabilecek olarak değerlendirilmiştir. “Yüksek Geliştirme” başlığında ise %40 ağırlık azaltma hedefi ile 2017 yılında başlayan 2020’de seri üretime girecek olan projelere uygulanabilir olan, metal dışı malzemeler ile üretilen parçaların ileri birleştirme yöntemleri değerlendirilmiştir. Araç koltuklarının “Düşük” ve “Yüksek Geliştirme” örnekleri verilerek, sırası ile %20 ve %40 ağırlık azaltma yapılabileceği değerlendirilmiştir. Koltuk kızaklarında “Yüksek Geliştirme” potansiyeli olarak kızakların araç gövdesi üzerine alınabileceği çözüm olarak sunulmuştur. Yüce ve ark. (2014) çalışmalarında, ticari araç yolcu koltuğunda ağırlık azaltma hedefi ile koltuğun 3D katı modelleme ve sonlu eleman analizlerini gerçekleştirmiştir. Daha düşük sac kalınlığına sahip profillerin koltuk iskeletinde kullanımı ile %20 ağırlık azaltma yapılmıştır. Aynı zamanda yüksek mukavemetli çelik kullanılarak koltuğun regülasyon şartlarını da karşılaması sağlanmıştır. Sonlu elemanlarda elde edilen sonuçların doğrulanması için koltuğun prototipleri üretilerek ECE R14’e göre fiziksel testler yapılmıştır. Sonlu elemanlarda oluşan deformasyon ile testlerde elde edilen şekil değişiminin uyumlu olduğu ve koltuğun istenen şartları yerine getirdiği vurgulanmıştır. Vangipuram (2007) ileri yüksek mukavemetli çeliklerin (AHSS) araç arka koltuk iskeletindeki uygulamaları üzerine çalışmıştır. Yüksek mukavemetli çeliklerin üretilebilirliği, regülasyonun şartları altında koltuk iskeleti üzerine gelen yüklerin dağılımı, sac parçaların birleştirme yöntemleri ve sonlu elemanlarda modellemesi anlatılmaktadır. Sonlu elemanalar analizleri LS-DYNA yazılımında gerçekleştirilmiştir. Öncelikle tekil parça, “C” şeklinde, 2 ve 2,5 mm kalınlığında SAE J2340’a göre sırası ile 1300M ve 550XF malzemeli üretilmiştir. Yatay eksene göre 30° açıda kırılıncaya 7 kadar kuvvet uygulanarak quasi-statik çekme testi gerçekleştirilmiştir. Sonlu elemanlar ile testlerin sonuçlarının uyumu, malzemenin elastik bölgesinin üstünde gerçekleşen gerilmelerle oluşan şekil değiştirmesi ve kırılma bölgesi hata türleri değerlendirilmiştir. Ardından koltuk sırtının diğer elemanları ile birleştirilerek komple hale getirilmiştir. Komplenin sonlu eleman analizleri gerçekleştirilerek farklı malzeme ve sac malzeme kalınlıklarının analiz değerleri kıyaslanmıştır. Çalışmanın sonucunda; verilen koltuk tasarımı için uygun malzeme ve kalınlık seçilmiş, malzemeye form verme sonrası geri yaylanma gibi üretime bağlı parametreleri belirlenmiş ve kaynakla birleştirme bölgelerinin tasarımı doğrulanmıştır. Park ve ark. (2010) çalışmalarında, araç koltuk iskeletinde yapılan geliştirmelere genel bir bakış sunarak, koltuk tasarımı, optimizasyonu ve doğrulaması süreçlerini kapsayan bir geliştirme prosedürü üzerine çalışmıştır. DFSS (Design For Six Sigma) metodu ile müşterinin ihtiyaçlarının belirlenmesinden başlayan, gerekliliklerin tanımlanması, taslak model oluşturulması, optimizasyon ve test adımları şeklinde devam eden bir süreç izlenmiştir. Koltuğa uygulanan statik çekme analizleri LS-DYNA’da ve çarpışma analizleri PAM-CRASH’ta gerçekleştirilmiştir. Koltuk iskeleti sırt bölgesinde farklı kesite sahip tasarımlar içinde en iyi analiz sonucu veren ve aynı zamanda paketleme açısından daha fazla tasarım alanına haiz olan seçilmiştir. Bunun sonucu olarak da sırt bölgesinde konforu artıracak sünger tasarımlarına geçilebilmiş ve konforda artış sağlanmıştır. Prasad (2012) çalışmasında, hâlihazırda onaylanmış bir model olan Tata Ace aracının yolcu koltuk iskeletinin, regülasyon gerekliliklerinden ödün vermeden ağırlık optimizasyonunu gerçekleştirmiştir. Koltuk modeline Optistruct yazılımında topoloji optimizasyonu yapılmış ve çıkan geometri VAVE yaklaşımı ile güncellenerek yaklaşık %8 ağırlık azaltılmıştır. Kale ve Dhamejani çalışmalarında, bir sürücü koltuğuna ait tüm temel parametreleri sunmaktadır. Bunlar; koltuğun ergonomisi, kullanılan malzemeleri, güvenlik ve konfor parametreleri, ağırlık ve estetik gibi parametreleri kapsar. Doğal olarak sürücü koltuğu 8 tasarımına etki eden parametrelerin karmaşık olduğu ve tüm şartları karşılayacak şekilde ayrıntılı olarak ele alınması gerekliliği vurgulanmaktadır. Kang ve Chun (2000), önden çarpma durumunda yolcunun güvenliğini sağlayabilen bir araç koltuk sisteminin maliyet azaltma potansiyelleri üzerine çalışmışlardır. Önden çarpma esnasında koltuk iskeletinin sırt kısmının öne doğru çökmesinin başlıca sebebini tespit etmek için, sırtın her bir bileşenin dayanımını kendi geliştirdikleri deneysel bir yöntem ile incelemişlerdir. Ana sebep olarak koltuğun iç kızağının deformasyonu bulunmuştur. Emin olmak için detaylı sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiş ve sonuçları doğrulamak için test sonuçları ile kıyaslaması yapılmıştır. Koltuk iç kızağının emniyet kemer braketine yatay ile 40° açıda uygulanan maksimum kuvvet değeri, testlerde 15,0 ile 18,0 kN (ortalama 16,5 kN) arasında elde edilmişken, analizlerde 15,35 kN ve 15,1 kN (ortalama 15,225 kN) bulunarak korelasyonun sağlandığı (yaklaşık %92) vurgulanmıştır. Ardından koltuk kızaklarında kullanılan sac malzemelerin et kalınlıkları farklı olan senaryolar hazırlanarak, ağırlık ve dayanım değerleri tablo olarak gösterilmiş ve en uygun senaryo seçilmiştir. Yang ve ark. (2014) çalışmalarında, HyperMesh ve LS-DYNA yazılımı kullanarak, araç koltuğu ve Hybrid III %50 erkek dummy sonlu elemanlar modeli oluşturmuştur. Dummy’nin önden ve arkadan çarpma şartlarında baş, göğüs ve boyun yaralanmaları analiz edilmiştir. 50 km/h hızda 150 ms içinde gerçekleşen çarpışma gereksinimini karşılamak için koltuk üzerinde değişikliğe gidilmesi gerekmiştir. Sonuçta sırt yan paneli, pivot bölgesi, oturak bölgesi ve sırt kilidi olarak 4 bölüme ayrılan bu değişikliklerin uygulanması sonrası, optimize edilmiş koltuğun mevcut tasarımına göre yolcuyu daha fazla koruduğu ve gereklilikleri karşıladığı görülmüştür. Zhang ve ark. (2015) araçların arka koltuğunun sırt bölgesini mevcut çelik konstrüksiyon yerine karbon fiber takviyeli polimer malzemeli olacak şekilde tasarlamış ve numerik çalışmalarını gerçekleştirmiştir. Öncelikle CAD ortamında koltuğun yerleşimi yapılmış, koltuğun değiştirilemez ölçüleri ve araca bağlantı noktaları belirlenmiştir. Sonrasında ECE R17 regülasyonu gerekliliklerine göre OptiStruct yazılımında topoloji optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Ardından Moldflow yazılımı ile üretilebilirlik analizleri gerçekleştirilerek nihai model oluşturulmuştur. Nihai modelin 9 de tekrar ECE regülasyon şartlarına göre sonlu eleman analizleri gerçekleştirilerek elde edilen sonuçlarla, çelik malzemeli önceki modelin sonuçları kıyaslanmıştır. Tasarım, hem statik hem de çarpışma testlerinden geçmiştir. Yapılan çalışma ile koltukta 11,496 kg olan mevcut ağırlık yerine 9,147 kg ağırlık elde edilerek %20,4 ağırlık azaltılmış aynı zamanda 26 adet parçanın yerine geçecek 1 adet kompozit sırt kullanılarak tekil parçaların montaj operasyonları ihtiyacı ortadan kaldırılmıştır. Naughton ve ark. (2009) araçların arka koltuklarında en az %20 ağırlık azaltmayı hedefleyen plastik koltuk tasarımı üzerine çalışmışlardır. Geliştirilen koltuk tasarımında yüksek katılık ve darbe dayanımı sağlamak için PC ve ABS karışımı kullanılmıştır. Geometrinin üretilebilirlik fizibilitesi için kalıp akış analizleri gerçekleştirilmiştir. Ardından ECE R17 bagaj çarpma ve FMVSS 210 Emniyet kemer çekme regülasyonlarına göre sonlu eleman analizleri ve testleri gerçekleştirilmiştir. Doğru malzeme ve proses seçilerek, montaj maliyetlerini azaltacak parça entegrasyonu sağlanıp, en az %20 daha düşük ağırlıklı ürün tasarlanmış ve regülasyon şartlarını başarılı ile geçmiştir. Billur ve Altan (2010) çalışmalarında, ağırlık azaltma, çarpışma ve güvenlik avantajları sağlayan yüksek ileri mukavemetli çelik (AHSS) kullanılan parçaların oluşturulmasında karşılaşılan zorlukları tartışmaktadır. Parçanın şekillendirilebilirlik ve geri esnemesi, üretiminde kullanılacak pres yükleri ve sürtünme-yağlama-aşınma (triboloji) koşulları gibi sorunların üstesinden gelmek için mevcut araştırma ve geliştirme çalışmaları özetlenmiştir. Mazur ve ark. (2011) çalışmalarında araç koltuk kızak profillerinin üretim değişkenliklerine göre kızak performansları üzerine bir kıyaslama yapmıştır. Kızak kayma performansına etki eden parametreler, kızak bilye boşluğu ve bilye yuvarlanma temas kuvveti değişkenlikleri, istatiksel tolerans analizleriyle ve sonlu eleman analizleriyle incelenmiştir. Bu çalışmada gösterilen kıyaslama yaklaşımı ile üretim değişkenliğine sahip kızak profillerinin istenen özellikleri karşılayıp karşılamadığını hızlı bir şekilde değerlendirmek mümkün olmuştur. 10 Singh ve Ahmed (2014) çalışmalarında araç koltuk iskeletinin, sonlu eleman analizleriyle çarpışma testleri şartları oluşturulup, çıkan deformasyon ve hasar sonuçları değerlendirilmiştir. Koltuğun katı modeli CATIA’da ve sonlu elemanlar modeli HyperMesh’te oluşturulmuş olup LS-DYNA Dinamik Çözücüde çözüm gerçekleştirilmiştir. Çalışmada ECE ve FMVSS güvenlik şartlarına göre koltuk sırt iskeletinin deformasyonunun davranışına bakılarak, katılığı farklı 2 senaryonun sonuçları incelenmiştir. Katılığı diğerine göre yüksek olan senaryonun sonuçları uygun bulunmuştur. Bhat ve ark. (2006) çalışmalarında, parametrik modelleme ve sonlu eleman analiz metodolojisini kullanarak araç koltuğu iskeletinin tasarım ve geliştirme yaklaşımını sunmuştur. Tasarım süreci, Pro/ENGINEER kullanılarak ön koltuk iskeletinin parametrik olarak modellenmesi ile başlamıştır. Koltuk eni, oturak yüksekliği, sırt yüksekliği ve kızak boyu parametreleri tanımlanmıştır. Oluşturulan katı model OptiStruct yazılımı ile optimize edilerek FMVSS 207, 208 ve 210 nolu regülasyonlarına göre LS-DYNA kullanılarak sonlu eleman analizi gerçekleştirilmiştir. Ortaya konan dinamik tasarım yaklaşım modeli, koltuk iskeletinin regülasyonun gerekliliklerini karşılayana kadar geçen tasarım sürecinde, tasarım parametrelerinin değiştirilmesine yardımcı olur. Pankoke ve Siefert (2007) çalışmalarında, “Dinamik sonlu elemanlı yolcu modeli” nin bir otomotiv koltuğunun geliştirilmesine yönelik uygulamalarını sunmuştur. ABAQUS yazılımı üzerinde koltuk ve %5’lik, %50’lik ve %95’lik mankenler modellenerek, öncelikle statik oturma konforu simülasyonlarında, koltukta, koltuk minderinde ve insan vücudu ile uyumluluklar göz önünde bulundurularak, statik basınç dağılımı çıkarılmasında kullanılmıştır. Sonrasında dinamik oturma konforu analizlerinde model, transfer fonksiyonu olarak hesaplanarak, koltuk ve araç gövdesi rezonanslarının eşleşmesini önlemek için 1 Hz ile 30Hz aralığına bakılarak NVH gereksinimlerine uygun olması sağlanmıştır. Pişgin ve Solmaz (2018) çalışmalarında, FMVSS 207 ve 210 regülasyonuna uygun üç noktalı emniyet kemeri bağlantı barı ve koltuk konsolu tasarımı geliştirme adımlarını 11 sunmuştur. FMVSS regülasyonuna göre üç noktalı emniyet kemerinin iki bağlantı noktasının koltuk üzerindeki bağlantı barı üzerinde bulunması gereklidir. Bu çalışmada, sürücü koltuğu için 3 farklı tip tasarım CATIA V5 ortamında hazırlanarak, kinematik ve yapısal analizleri RADIOSS çözücüde gerçekleştirilip, müşteri talepleri ve ergonomi açısından değerlendirilmeler yapılarak en uygun sonuçlara sahip koltuk tasarımı seçilmiştir. Ramkumar ve ark. (2011) çalışmalarında, araç koltuklarının modal analizlerini gerçekleştirerek fiziksel testler ile sonlu eleman modeli arasındaki ilişkisini kurmaktadır. Koltuğun doğal frekans modları, LMS Test Lab donanımı kullanılarak, ilk 4 modu sırası ile 20,76 Hz, 27,39 Hz, 38,48 Hz ve 49,40 Hz olarak belirlenerek komple araç seviyesindeki mod haritasını oluşturmakta kullanılmaktadır. Sonlu eleman modları, NASTRAN çözücü kullanılarak test sonuçlarına göre en fazla %1,28 farkla elde edilmektedir. Çalışma, koltuğun belirlenen rezonans karakteristiklerinin belirlenmesi ve daha sonra sonlu elemanlar modelinin bu sonuçlara göre iyileştirilmesi için gerekli yöntemleri sunmaktadır. Arslan ve Kaptanoğlu (2010) çalışmalarında, ECE R14 regülasyonuna tabi tutulan ön ve arka koltuk bağlantılarının açık (explicit) analiz yöntemi kullanarak ECE R14 şartlarında analizlerini gerçekleştirmiş. Çalışmalarının sonucu olarak koltuğun gövde taban sacına bağlantılarının kaynak sayısı ve yerlerinin en uygun olduğu görülmüştür. Fiziksel testlerde de aynı hata türü görülmesi ile sonuçlar doğrulanmıştır. Deveci ve ark. (2018) ECE R14 şartlarında kızak profillerine gelen yüklerin global eksene göre yaptığı teorik açıların tespiti üzerine çalışmıştır. Regülasyona uygunluğunu öncelikle tekil kızak üzerinde analiz ederek yeni ürün geliştirme sürecinde çevrim zamanını kısaltmıştır. Steinwall ve Viippola (2014) yüksek lisans tezlerinde, koltuk ağırlığının azaltılması üzerine çalışmıştır. Mevcut bir koltuk seçilerek CAD yazılımı ile modellenerek, sonlu eleman analizleri ile koltuğun dayanım şartları oluşturulmuştur. Bu şartları referans alarak topoloji optimizasyon yazılımı kullanarak yeni konseptler oluşturulmuş ve 12 optimize edilmiştir. Konseptler içinden dayanım, ergonomi ve maliyet kıstaslarına göre nihai tasarım seçilmiştir. Bu konsept, mevcut ile aynı dayanım ve ergonomiye sahip, ağırlık olarak %27 daha hafif ve maliyet açısından %1 daha düşük maliyetlidir. Gavelin ve ark. (2010) tam ölçekli (full-scale) testlere uygun entegre emniyet kemerli bir koltuk iskeletinin sonlu elemanlar modeli üzerine çalışmıştır. 3 nokta emniyet kemer konfigürasyonlarına sahip sadeleştirilmiş koltuk iskeletlerinin sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Koltuğa %50’lik Hibrit III manken oturtularak fiziksel testler ve bir dizi sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlardaki biyomekanik ve mekanik yanıtlar karşılaştırılarak, özellikle emniyet kemerin yükleme koşullarının uyumlu olduğu görülmüştür. Viano ve White (2018) çalışmalarında, arkadan çarpma şartlarında araç ön koltuklarının sırt yatırma ve kızak mekanizmalarının davranışlarına yönelik teorileri ele alan testleri içermektedir. 7 tip teorinin tüm laboratuvar testleri gerçekleştirilmiş ve sonuçları verilmiştir. Çalışmada sunulan veriler ve fotoğraflar, günümüz koltuklarında kullanılan sırt yatma ve kızak mekanizmasının uygun olup olmadığını göstermektedir. Yüce (2013) yüksek lisans tezinde, yolcu koltuklarının hafifletmesi üzerine çalışmıştır. Ürün tasarımı aşamasında TRIZ problem çözme metodundan faydalanmıştır. Profil sac kalınlığı sonlu eleman analiz sonuçlarına göre belirlenmiştir. Ardından koltuğunun prototip üretimi gerçekleştirilmiş ve ECE regülasyonuna göre test edilmiştir. Çalışma sonucunda hem güvenlik gerekliliklerini karşılayan hem de mevcut koltuğa göre %20 oranında hafif yolcu koltuğu ortaya konmuştur. Öztürk ve Durmuş (2016) ağır ticari araçlarda kullanılan muavin koltuğu iskeletinde yeni tasarlanan makas mekanizmasının ECE R14 ve ECE R17/R80 regülasyonlarına tabi tutarak bilgisayar ortamında tasarım doğrulaması üzerine çalışmıştır. Koltukta bulunan ileri-geri hareketi sağlayan kızak mekanizması, kızakların bağlantı braketleri ve yükseklik ayarına imkân sağlayan makas sistemi, Altair Hypermesh ortamında statik çekme ve çarpışma analizlerine tabi tutulmuştur. Çalışmada tecrübi malzeme tipleri ve malzeme kalınlıkları uygulanmıştır. Tasarımı iyileştirmek için de benzer şekilde ön 13 görülen 0,5 mm kalınlık artışı ile ürün tasarımı doğrulanmıştır. Çalışmanın sonucunda koltuk ağırlığı %20 oranında azaltılmıştır. Yukarıda bahsedilen çalışmalarda geliştirilen tasarımlara en uygun malzeme seçimiyle, kullanılan detay parça sayısının, koltuk ağırlığının ve dolayısı ile araç ağırlığının düşürebileceği, uyulması gereken güvenlik regülasyonlarından ödün vermeden, geliştirilen tasarımlara optimizasyon teknikleri de uygulanarak maliyetin daha da düşürülebildiği anlatılmıştır. Bu tez kapsamında, M1 sınıfı binek araçlarda ön koltuklarda kullanılan kızak mekanizmasına uygun malzeme seçimi ve uygulanan optimizasyon tekniği ile koltuk ağırlığında hafifletme çalışılmıştır. Literatür araştırmalarında parça entegrasyonu üzerine yeterince çalışmanın bulunmadığı görülmüştür. Bu tez çalışması ile mevcutta kullanılan iki parça yerine birbirine entegre olarak tasarlanan ve geliştirilen koltuk kızak braketi çalışılmış ve entegre yapının getirdiği ağırlık kazancı ve birleştirme operasyonunu ortadan kaldırma gibi avantajları detaylandırılmıştır. 14 3. MATERYAL ve YÖNTEM Araç yönetmelikleri, otomobillerin belirli bir ülkede satış veya kullanım için onaylanması için yerine getirmesi gereken şartlardır. Yasalarla zorunlu kılınmakta ve ilgili hükümet organı tarafından da yönetilmektedir. Aydınlatma, çarpmalara karşı dayanıklılık, çevresel koruma ve hırsızlık koruması gibi unsur yönetmeliklerle belirlenmiştir. Örnek olarak Avrupa Ekonomik Komisyonu (ECE) tarafından hazırlanan ve Avrupa Birliği ülkelerinde yayınlanan 661/2009 sayılı direktifte (UNECE, 2009) ECE regülasyonları yer almaktadır. Araçların bu ülke pazarlarında satışa sunulabilmesi için bu regülasyon ekinde yayınlı ürün gruplarına göre ayrılmış olan tüm testlerden geçmesi gerekir. Bu çalışma, esas olarak araç koltuğunun kızak braketlerine odaklanmaktadır. Ancak öncesinde genel bir koltuk iskeleti tanıtılmaktadır. Koltuk iskeleti, esas olarak Şekil 3.1’de gösterildiği gibi 5 bölümden oluşmaktadır. Bunlar; bir sırt iskeleti (1), bir oturak (2), temel mekanizmalar (3), tasarıma konu bağlantı braketleri (4) ve emniyet kemeri bağlantısıdır (5). Şekil 3.1. Koltuk iskeleti alt bölümleri 3.1. Araç Koltuklarının Sınıflandırılması Araç koltukları güvenlik yönünden gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlanmaktadır. Öncelikle koltuk iskeletinin geometrisi, malzemesi ve kullanılması ön 15 görülen temel mekanizmalarının güvenlik şartlarını karşılaması gerekir. Daha sonrasında dış hatları ve görünüş detayları eklenmektedir. Son olarak sünger gibi konfor elemanları eklenerek müşterinin beklentilerine göre temel özellikleri belirlenmektedir. Bu faktörler dışında; ısıtma, soğutma, masaj, kol dayama, elektrikli mekanizmalar isteğe bağlı özellik olarak sunulmaktadır. Tüm bu özelliklerden yola çıkarak orijinal ekipman üreticileri (OEM) ve dolayısı ile koltuk üreticileri, koltuğun sahip olduğu temel mekanizmaların hareket sayılarını dikkate alarak sınıflandırma yapmıştır. Koltukta sadece kızak mekanizması varsa ileri-geri koltuk hareketi bulunduğu için 2 yönlü (2W) koltuk ve buna ilave olarak sırt yatırma mekanizması varsa öne-arkaya sırt hareketi toplam harekete dâhil olduğu için 4 yönlü (4W) koltuk olarak sınıflandırılmaktadır. Bunlara ilave olarak yükseklik ayar mekanizması varsa yukarı- aşağı oturak hareketi de dâhil olduğu için 6 yönlü (6W) koltuk olarak değerlendirilmektedir. Yasalar açısından bakıldığında araçların sınıflandırılmasında araçta bulunan koltuk sayısı ve araç ağırlığı dikkate alınmaktadır. Bu tez kapsamında, M1 sınıfı araç koltuğu üzerinde çalışılmaktadır. ECE regülasyonuna göre M sınıfı araçların tanımı şu şekildedir; en az 4 tekerleğe sahip olmalıdır ve amacı yolcu taşımak olan motorlu taşıtlardır. Bu sınıfta yer alan M1 için; sürücü koltuğu haricinde en fazla 8 yolcu kapasitesi bulunmalıdır. (ECE/TRANS/WP.29/78/Rev.6, 2017) 3.2. Araç Koltuklarının Güvenlik Şartları Otomotiv koltuklarının tasarım doğrulama testleri ve regülasyonlar açısından uymak zorunda olduğu gereklilikler çok çeşitlidir. Bu tez kapsamında, koltuğun ECE R14 ve ECE R17 açısından nasıl değerlendirildiği anlatılmaktadır. 3.2.1. Koltuk H Noktasının Belirlenmesi Koltuğun H noktası SAE J826 standardına göre üç boyutlu H noktası mankeni kullanılarak belirlenir (Şekil 3.2). H noktası yolcunun kalça bölgesinde bulunan sırt ve bacak eksenlerinin kesiştiği nokta olarak ifade edilir. Manken üzerindeki tüm uzuvlar, insan vücudunun hareketini gerçekleştirilecek mafsallarla birbirine tutturulmuştur. 16 Başlangıç sırt açısı kafa mili üzerinden ölçülür. Manken, koltuk üzerine sürüş pozisyonunda oturtulur. Mankenin merkez düzleminin konumu, sırt ve oturağın merkez düzlemiyle çakıştırılır. İhtiyaç duyulan ağırlığa ulaşmak için manken üzerinde bulunan ağırlık asma bölgeleri kullanılır. Ağırlıklar yerleştirildikten sonra Şekil 3.3’te gösterilen noktadan 100 N yük tatbik edilir. Test, mankenin başlangıç durumuna tekrar getirilmesi ile tekrarlanır. Bu şekilde, belirlenen H noktasının, araç koordinat merkezinden uzaklığına göre koordinatları hesaplanmış olur. Belirlenen H noktası koltuğun tüm tasarım ve doğrulama aşamalarında referans nokta olarak kullanılır. Şekil 3.2. H noktası manken uzuvları ve ağırlıkları 17 Şekil 3.3. H noktası manken boyutları ve kuvvet uygulama noktaları 3.2.2. ECE R14 ECE R14 regülasyonunda, M sınıfına giren araçların emniyet kemerlerinin bağlantıları ve çocuk koltuğu ISOFIX bağlantıları anlatılmaktadır. Uygulanacak kuvvet, yatay eksene göre 10° ±5° açılı yukarı doğrudur. Karşılaması gereken yükün %10’u ön gerilme yükü uygulanır. Kuvvetin uygulama süresi önemli olup hedef yüke en kısa sürede ulaşacak ivme ile tanımlanmış olmalıdır. Koltuk hedef yüke ulaştığında en az 0,2 saniye beklenmelidir. Şekil 3.4 ve Şekil 3.5’de gösterilen 2 tip bloktan test edilecek koltuk enine uygun olan seçilir. Blok, koltuk H noktasına mümkün olduğunca yakın konumlandırılır ardından blok üstünden kuvvet uygulanır. Omuz ve bel emniyet kemerlerine uygulanacak kuvvetler Çizelge 3.1’de gösterilmiştir. (ECE/TRANS/505/ Rev.1/Add.13/Rev.5 Addendum 13: Regulation No. 14, 2012) 18 Şekil 3.4. Bel emniyet kemer çekme bloğu (ECE R14 2012’den çevrilmiştir) Şekil 3.5. Omuz emniyet kemer çekme bloğu (ECE R14 2012’den çevrilmiştir) Çizelge 3.1. Emniyet kemer çekme kuvvetleri Sınıf Omuz Kemeri Bel Kemeri M1 13500 N 13500 N + (20 x koltuk kütlesi kg x 9,81 m/s2) M2 6750 N 6750 N + (10 x koltuk kütlesi kg x 9,81 m/s2) M3 4500 N 4500 N + (6,6 x koltuk kütlesi kg x 9,81 m/s2) Koltuk kızakları ve bağlantıları dâhil, koltuk üzerinde tüm bağlantılar yukarıda belirtilen yükleri karşılayabilecek dayanıma sahip olması gerekir. İstenen yükleme süresi içinde bu yükler karşılanmış ise olası kalıcı deformasyon, yırtılma veya 19 kırılmanın koltukta hataya sebep olmayacak seviyede olması gereklidir. M1 sınıfı araçlarda, üst emniyet kemer bağlantısı koltuk üzerinde olan tasarımlar için koltukta meydana gelen maksimum yer değiştirme değerine bakılır. Bu yer değiştirmenin koltuğun referans noktasından çizilen düşey düzlemi geçmeyecek mesafede olması gerekir. 3.2.3. ECE R17 Regülasyondaki dinamik testlerden biri olan önden çarpma testi, önden çarpmayı simüle eden, yatay yönde, 30 milisaniye boyunca, 20 g’den az olmayan bir ivme ile gerçekleştirilir. Koltuğun mekanizmalarının tüm ayar pozisyonlarının, bu çarpma şartlarına uygun olması gerektiği için, koltuk kızak mekanizmaların tasarım pozisyonu ile en ön ve en arka olmak üzere toplamda 3 pozisyonda testler gerçekleştirilir. Koltuğun oturak yüksekliği en alt konuma getirilmeli ve kızak mekanizması kilitli durumda olmalıdır (Şekil 3.6). Şekil 3.6. Koltuk mekanizma pozisyonları Regülasyonun 9. eki bagaj çarpma testi ile ilgilidir. 300 mm x 300 mm x 300 mm boyutlarına haiz 18 kg’lık bloklar, arka koltuklar için 2 adet ve ön koltuklar için 1 adet olacak şekilde, koltukların arkasına 200 mm mesafede serbest durumda konumlandırılmıştır (Şekil 3.7 ve Şekil 3.8). Koltuk kızakları en arka konumdan 10 mm önde olacak şekilde kilitli pozisyona getirilmelidir. Uygulanacak ivme yine 30 milisaniye boyunca 20 g’den az olmamalıdır (Şekil 3.9). 20 Şekil 3.7. Test blokların araç üstünde gösterimi, üst görünüş (ECE R17 2014) Şekil 3.8. Test blokların araç üstünde gösterimi, yan görünüş (ECE R17 2014) Şekil 3.9. Uygulanacak ivme (ECE R17 2014) Bu tez kapsamında, kızak bağlantı braketleri ve kızak mekanizması profilleri üstüne tasarım geliştirme faaliyetleri gerçekleştirilmiştir. İzlenecek iş akış şeması Şekil 3.10’da verilmektedir. 21 Şekil 3.10. İş akış şeması 3.3. Mevcut Kızak Profili ve Braketlere Ait Teknik Bilgilerin Toplanması Mevcut kızak braketleri, koltuk oturağına Şekil 3.11’de gösterilen iç ve dış kızaklara, Şekil 3.12’deki iki tip braketler ile bağlanmaktadır. Kullanılan malzemeler ve sac kalınlıkları Çizelge 3.2’de, parça ağırlıkları Çizelge 3.3’te verilmektedir. Hali hazırda seri üretimde bulunan mevcut kızak ve braketlerinin testlerle doğrulandığı ve sonuçlarının geçerli olduğu bilinmektedir. Bundan sonraki tüm çalışmalar geçmiş sonuçlarla kıyaslaması yapılarak verilmektedir. 22 Katı model yaratma ve yüzey modelleme yazılımı olarak CATIA V5 kullanılmıştır. Sonlu elemanlar yazılımında sac parçaların kalınlığı parametre olarak tanımlanabildiği için, sac parçaların orta düzleminden geçen yüzeyleri de katı model içerisine eklenmiştir. Hazırlanan 3D modeller sonlu elemanlar yazılımının alabileceği formata çevrilerek aktarılmıştır. (Dassault Systèmes CATIA 2004). Çizelge 3.2. Braket malzemeleri (Tata Steels 2014) Ürün Çelik Akma Değeri Kopma Değeri A80 Uzama Kalınlık Sınıfı [N/mm2] [N/mm2] [%] [mm] Dış Kızak Braketi S420MC 420 480 16 2,8 İç Kızak Braketi 2,8 S550MC 550 600 12 Kızak Sacı 1,8 Çizelge 3.3. Mevcut parça ağırlıkları Ürün Ağırlık [g] Dış Kızak Braketi (ön ve arka) 570 İç Kızak Braketi (ön ve arka) 610 Kızak (İç-Dış) 2445 Toplam 3625 İç kızak Dış kızak Kızak açma kolu Şekil 3.11. Koltuk kızak mekanizmasına ait isimlendirme 23 İç kızak tarafı İç Arka Braket İç Ön Braket Dış Arka Braket Dış Ön Braket Dış kızak tarafı Şekil 3.12. Kızak braketlerine ait isimlendirme 3.4. Mevcut FEA Sonuçlarına Göre Brakete Gelen Yüklerin Belirlenmesi Mevcut kızak ve braketlerine ait ECE R14 ve ECE R17 sonlu eleman analizlerinde braketlere koltuk oturağı üzerinden gelen yükler, Altair RADIOSS yazılımında bağlantı noktalarına tanımlanan yay elemanlar aracılığı ile gelen kuvvetin değeri ve 3 eksendeki doğrultusu belirlenmiştir (Şekil 3.13). Dış kızak üstünde arka braket bağlantı noktasında okunan değerler; X,Y,Z eksenlerinde sırası ile 5 kN, 4,6 kN, 2 kN ve ön brakette 10 kN, 8 kN, 2kN şeklindedir. Şekil 3.13. Yay elemanlar ve kuvvet değerleri 24 3.5. Optimizasyon Optimizasyon, bir hedef fonksiyonun değerini minimize veya maksimize eden çalışmalar bütünüdür. Mühendislik açısından ise elde olan kaynaklarla en az kaynak kullanarak mümkün olabilecek en iyi ve en kaliteli ürünü orta koymak ve ardından üretiminin hedeflenmesidir. Deneme yanılma yardımıyla üretilen modellerin test edilmesi ve geliştirilmesi bilinen en eski yöntemdir. Sonuca ulaşmak açısından döngüleri fazla olan bu metot artık tercih edilmemektedir. 3 boyutlu modelleme ve analitik yöntemler ile tanımlanan tasarım modeli öncelikle ortaya çıkarılmaktadır. Ardından ürünün performansı bilgisayar programları üstünden değerlendirilmektedir. Böylelikle fiziksel üretime geçmeden önce sanal ortamda rasyonel değerlendirme yapılabilmektedir. Tasarım parametreleri güncellenerek ve yenilenen analiz sonuçları ile yeni bir tasarım çok kısa zamanda oluşturulmaktadır. Optimizasyon adımları, sınır şartları ve ulaşılması istenen hedefin tanımlanması ile başlar. Verilen sınır şartları başlangıç noktasını belirler. İlk ardışık işlem gerçekleşir ve tasarım yenilenir. Her bir ardışık işlemde bir öncekine göre yakınsama durumuna bakılır. Yakınsama ulaşılması istenen sınırlar içinde kalıyorsa optimum elde edilmiş olur ve iterasyon durdurulur. Yakınsama bu sınırlar içerisinde değilse bir sonraki iterasyona devam edilir. Mühendislik problemlerinde belli hedefler ve kısıtlar söz konusudur. Malzemenin taşıyabileceği gerilme ve deformasyon kısıtlamalarına göre parçanın minimum ağırlığa sahip tasarımının ortaya çıkarılması genel uygulamalardandır. Kısıtlamalı bu problemler aşağıda ifade edilmiştir. x = (x1, x2, … , x Tn) … değişkenler vektörü, gi(x) ≤ 0 (i = 1, … , m) … kısıtlamalar, hj(x) = 0 (j = 1, … ,l) … fonksişyonu sağlayan f(x)’in minimum veya maksimum değerini gösterir (Menon 2005). 25 Amaç, hedef fonksiyonun optimize edilmesidir. Optimizasyonda öncelikle tasarımdaki değişkenler parametre olarak belirlenir. Parametrelere verilecek değerin sınırlandırılması kısıtlar ile sağlanır (Çizelge 3.4). Çizelge 3.4. Optimizasyon parametreleri Değişken Kısıtlar [mm] İç/Dış Kızak Braketi Sac Kalınlığı Min. 2,0 / Maks. 3,0 Hedef fonksiyonun tipine göre optimizasyonlar doğrusal ve doğrusal olmayan olarak gruplandırılır. Hem hedef fonksiyon hem de kısıtlar doğrusal ise doğrusal problemdir. 3.1’de örnek bir problem verilmektedir.   = 4 + 3 (3.1) −  +  ≤ 3 2 +  ≤ 4  ≥ 0   ≥ 0 Bunun haricinde kısıt fonksiyonu içermeyen fonksiyonlar da doğrusal olarak değerlendirilir (3.2).   = 5– 3  + 2    + 3 (3.2) Doğrusal olmayan birden fazla değişkene sahip ve kısıtlama içeren optimizasyon problemine bir örnek 3.3’de verilmektedir.   = 2 + 2  + 3 + 5 (3.3) 1 60  − 1 ≤ 0  1 1 − 3600 ( − ) ≤ 0 ,  ≥ 0 (Kaymaz 2005) 26 Yapısal optimizasyon problemleri 3 gruba ayrılır. Bunlar boyut, şekil ve topoloji optimizasyonudur. Tez konusu topografya optimizasyonu şekil optimizasyonu grubu altında değerlendirilmektedir. 3.5.1. Topografya Optimizasyonu Şekil optimizasyonunun gelişmiş bir formudur. Topografya optimizasyonunda parça üzerindeki kabartma formları tasarım değişkenidir. Tasarım alanı, birbiri sıra işlemlerle optimize edilen birden fazla değişkene bölünmektedir. Oluşan bu değişkenler ile tasarım alanı içerisinde bunyalar oluşmaktadır. Topoloji optimizasyonunda yoğunluk tasarım değişkeni olarak değerlendirilirken, topografya optimizasyonunda bunlar ile beraber, kuvvet, gerilme, şekil değiştirme, yer değiştirme ve frekans gibi diğer parametreler de amaç ve kısıt fonksiyonu olarak verilebilir. Şekil 3.14’te bunyanın boyutsal parametreleri örnek olarak gösterilmiştir (Balaban 2011). Şekil 3.14. Bunyanın boyutsal parametreleri (Balaban 2011) 3.5.2. Optimizasyon Modelinin Hazırlanması Altair HyperMesh yazılımı ile mesh modeller oluşturulmuştur. CAD programından alınan sac malzemeli parçanın orta düzlemleri, 2D kabuk elemanlarla (shell) modellenmiştir. Topografya optimizasyonu yapılacak olan braketlerin sonlu eleman modeli yüzey kabartmalarını daha iyi yakalayabilmesi için en az 1 mm olan daha küçük elemanlarla modellenmiştir. Şekil 3.15’de yeşil ile görünen bölge parçaya ait tasarım bölgesidir. Topografya optimizasyonu için önden çarpma analizinden çıkarılan kuvvetler bağlantı deliklerinin merkez noktalarına uygulanmış olup parçanın bu yükler altında minimum uygunluğa (compliance) sahip olması hedef fonksiyon olarak 27 tanımlanmıştır. Optimizasyon modeli 16013 eleman ve 120506 düğüm noktası ile oluşturulmuştur. Şekil 3.15. Braket sonlu eleman modeli Altair Hypermesh’te sonlu eleman modeli oluşturulan koltuk iskeletinin malzeme ve sac parçaların kalınlık değerleri girilmiştir. Ardından Altair Hypercrash’e geçilerek her bir parça arasında temas tipleri girilmiş ve bağlantı elemanları modellenmiştir. Perçin, cıvata, somun gibi standart parçaların ve kaynak bağlantılarının modellenmesinde bir boyutlu yay eleman, kiriş ve rijit elemanlar kullanılmıştır. Yazılımda “Tip 13” yay elemanının deformasyon modları Şekil 3.16’da ifade edilmiştir. Böylelikle üzerine uygulanan kuvvet altında doğrusal olmayan davranışa sahip bağlantı elemanlarının deformasyonları “Tip 13” ile tanımlanabilmektedir. 28 Çeki (+) Burulma (+) Kesme (XY) Eğilme (Y) Kesme (XZ) Eğilme (Z) Şekil 3.16. Elemanların deformasyon modlarının gösterim şekilleri (Sarısaç 2016) Malzeme modeli olarak izotropik malzemeler için kullanılan ve elastik-plastik davranışı sergileyen LAW36 seçilmiş ve malzemenin sertlik eğrisi girilerek malzeme modeli analiz yazılımı içerisinde oluşturulmuştur. Örnek olarak kızak profilleri için tanımlanmış malzemenin farklı gerinme oranlarına sahip gerilme-gerinme eğrileri Şekil 3.17’de verilmiştir. Grafikteki her bir eğri 1/s cinsinden şekil değiştirme hızını (strain rate) ifade etmektedir. 29 Şekil 3.17. DP1000 malzeme için gerilme - gerinme eğrileri (SSAB) 3.6. Tasarımın Güncellenmesi Optimizasyon sonrası sonlu eleman analizlerinden çıkan datanın geometrisi, yüzey kusurlarını (düzlem, açı, form bozuklukları) gidermek üzere CATIA V5 tasarım programına aktarılır. Bunlara ilave olarak özellikle sac parçalar için minimum büküm radyüsü, deliklerin kenara olan mesafesi, kalıp çıkma açıları vb. üretim parametreleri dikkate alınarak modeller üzerinde güncelleme yapılmıştır. Şekil 3.18 ve Şekil 3.19’da modelin optimizasyon öncesine ve sonrasına ait görseller verilmektedir. Arka delik bağlantı noktası için deplasman sınırı eklediğimizde, Şekil 3.19’daki gibi bir topografya sonucu oluşturulmuştur. Bu çıktıya göre rijitleştirilmesi gereken kısımlara ilave feder formlar eklenerek Şekil 3.20’deki tasarım modeli hazırlanmıştır. 30 Şekil 3.18. Optimizasyon öncesi braket modeli Şekil 3.19. Optimizasyon sonrası braket modeli 31 Şekil 3.20. Optimizasyon sonrası tasarımı güncellenen braket modeli 3.7. Sonlu Eleman Analizi Optimizasyon sonrası tasarımı güncellenen katı modelin öncelikle bilgisayar ortamında sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. 3.7.1. Sonlu Eleman Modeline ECE R14 Regülasyonunun Uygulanması Regülasyonda tanımlı çekme blokları (Şekil 3.4 ve Şekil 3.5), 3D model olarak tasarlanarak koltuk üzerine yerleştirilmiş ve ardından Altair HyperWorks’e aktarılmıştır. Bloklara mesh atılmış ve sonlu eleman modeli oluşturulmuştur. Çizelge 3.1’de tanımlı yüklerde çekilmesi için tek boyutlu yüksek rijitlikte yay elemanlar bu bloklara tanımlanmış ve koltuk düzlemine göre 10° açı ile yerleştirilmiştir. Koltuğun araca bağlantı noktaları da rijit elemanlarla sabitlenmiştir. Tüm tanımları yapılmış sonlu eleman analiz modeli Şekil 3.21’deki gibidir. Güvenlik parçası olması dolayısı ile uygulanacak yükler regülasyon yüklerinin %20 fazlasıdır. Üst ve alt blok kuvvetleri 16200 N (13500+%20) olarak uygulanmıştır. İlave olarak koltuk ağırlığının 20 katı kuvvet değeri 4800 N (4000+%20), koltuğun ağırlık merkezinden yatay doğrultuda uygulanmıştır. 32 Şekil 3.21. ECE R14 sonlu eleman analiz modeli Hazırlanan bu model Altair Radioss kullanılarak, 2,5 GHz’lik 24 işlemcili bir sunucu üzerinde 19 saatte çözülmüştür. Devam eden analizler için aynı bilgisayar kullanılmıştır. 3.7.2. Sonlu Eleman Modeline ECE R17 Regülasyonunun Uygulanması Önden çarpma analizi için koltuğun ECE R14’te yaratılan mevcut mesh modeli, çekme blokları modelden çıkarılarak HIII %95’lik manken oturtulmuştur. 6000 N load limiter tanımlı kemer bağlantısı (routing) Altair Hypermesh’te oluşturulmuştur. En az 20 g’lik yavaşlama ivmesi sınır koşulu olarak uygulanmıştır. Tüm tanımları yapılmış sonlu eleman analiz modeli Şekil 3.22’de gösterilmiştir. İvmenin uygulandığı 100 ms’lik koridor çözüm süresi olarak belirlenmiştir. 33 Şekil 3.22. ECE R17 önden çarpma sonlu eleman analiz modeli Bagaj çarpma analizi için ise öncelikle tasarım programında regülasyonda tanımlı blok modellenerek, regülasyonda belirtilen mesafelerde (koltuk sırtından 200 mm mesafede) koltuk arkasına konumlandırılmıştır. 300x300x300 mm boyutlarındaki blok için 18 kg’lık kütleyi sağlayacak yoğunluk değeri tanımlanmıştır. Blokların çarpma esnasında deformasyonunu engellemek için analiz programında rijit eleman olarak tanımlanmıştır. Önden çarpma analizinde olduğu gibi ancak ivme doğrultusu tam tersi olan en az 20 g’lik ivme uygulanması gerekir. Koltuğun ve bloğun sonlu eleman analiz modeli Şekil 3.23’de gösterilmiştir. Analiz süresince bloğun sekme hareketini (rebound) gözlemleyebilmek için 200 ms boyunca çözüm alınmıştır. 34 Şekil 3.23. ECE R17 bagaj çarpma sonlu eleman analiz modeli 3.8. Fiziksel Testler Sonlu eleman analizlerinde uygun sonuçların alınmasının ardından fiziksel testleri gerçekleştirmek için prototip üretimi yapılmıştır. Her test için ayrı koltuk kullanılmıştır. Bir testten çıkan koltuk sökülerek (teardown) detay parçalarına yönelik olarak ayrıntılı raporlanmak üzere incelenmiştir. Prototip üretimi için kullanılan koltuk iskeleti Şekil 3.24’te gösterilmiştir. Şekil 3.24. Prototip üretimi yapılan koltuk iskeleti 35 Koltuk iskeletinin üzerine oturak ve sırt süngerleri eklenerek son haline getirilmiş komple koltuk Şekil 3.25’te gösterilmiştir. Şekil 3.25. Prototip üretimi yapılan komple koltuk Martur Fompak International bünyesinde bulunan emniyet kemer çekme test cihazı, ECE R14 testlerinin gerçekleştirilmesinde kullanılmıştır (Şekil 3.26). Cihaz üstüne yatay olarak konumlanmış olan 50 kN’a kadar maksimum kapasiteli servo-hidrolik pistonlar kullanılmıştır. Şekil 3.26. Emniyet kemer çekme test cihazı 36 Koltuk, test cihazına Şekil 3.27’deki gibi pistonlarla bağlanmıştır. Bu pistonlar vasıtası ile regülasyonun gerektirdiği yüklerde çekilmiştir. Şekil 3.27. Emniyet kemer çekme test cihazına kurulmuş koltuk Şekil 3.28’de gösterildiği gibi, kuvvetler 2 aşamalı olarak uygulanmıştır. 1.nci aşamada; belirtilen kuvvet değerlerine 2 saniye içinde çıkılması, 2.nci aşamada; bu kuvvetlerin en az 4 saniye boyunca tatbik edilmesi gereklidir. Şekil 3.28. Aşamalı uygulanan kuvvetlerin zamana göre grafiği 37 ECE R17 Regülasyonu çarpışma testleri için Martur Fompak International bünyesinde bulunan çarpışma test cihazı kullanılmıştır (Şekil 3.29). Şekil 3.29. Martur Fompak International sled çarpışma test cihazı ECE R17 önden çarpma testi öncesi koltuk Şekil 3.30’daki gibi bağlanmıştır. Yüksek hızlı kameralar yerleştirilerek koltukta oluşan şekil değişimleri ve olası hata türleri kayıt altına alınmıştır. Şekil 3.30. ECE R17 önden çarpma testi için test cihazına kurulmuş koltuk 38 Uygulanan ivme Şekil 3.31’de verilmektedir. Güvenlik parçası olması dolayısı ile ECE R17’nin gerektirdiği değerlerin üstünde ivme uygulanması hedeflenmiştir. Şekil 3.31. Testte uygulanması gereken ivmenin ivme-zaman grafiği ECE R17 bagaj çarpma testi öncesi koltuk sled test cihazına Şekil 3.32’daki gibi bağlanmıştır. Şekil 3.32. ECE R17 bagaj çarpma testi için test cihazına kurulmuş koltuk 39 3.9. Ürün Tasarımının Dondurulması Tasarım dondurma, komple ürünü veya detay parçalarını tanımlayan ve tasarımın bu karara dayanarak devam etmesini sağlayan bağlayıcı bir karardır. Tasarım aşamasının sonunu belirleyen tek bir noktadır. Buradan yola çıkarak elden edilen sonlu eleman analizleri ve fiziksel test sonuçları, Bulgular ve Tartışma aşamasında değerlendirilmiştir. Sonuçların tutarlı ve istenen değerleri sağladığının görülmesinin ardından ürün tasarımı bu aşamada dondurulmuş kabul edilir. 40 4. BULGULAR VE TARTIŞMA Gerçekleştirilen ürün tasarım faaliyetleri sonucunda, hali hazırda her bir koltuk kızağı üzerinde ön ve arka olmak üzere bulunan 2 adet bağlantı braketi yerine yekpare bir yapı oluşturulmuş, sac kalınlığı 2,8’den 2 mm’ye düşürmek mümkün olmuştur. Bu kalınlık ve form farkları ile braketlerin mevcut toplam ağırlığı 1180 g’dan 865 g’a indirilmiştir. Tecrübelere dayanılarak oluşturulan yepkare tasarımın formu ile optimizasyon sonucu çıkan form benzerlik göstermektedir. Koltuk kızakları için doğrudan DP1000 malzeme tanımı yapılarak kalınlığı 1,5 mm’ye çekilmek sureti ile mevcut ağırlık 2445 g’dan 2035 g’a kadar düşürülmüştür. 4.1. Sonlu Eleman Analiz Sonuçları ECE R14 sonlu eleman analizi sonucu Şekil 4.1’de verilmiştir. Koltuk uygulanan yükler altında herhangi bir kırılma olmadan pozisyonunu korumuştur. Şekil 4.1. ECE R14 sonlu eleman analiz sonucu Braket üzerinde maksimum plastik gerilme (strain) değeri %6 olarak ölçülmüştür (Şekil 4.2). 41 %6 Şekil 4.2. Koltuk iskeleti üzerindeki plastik gerilme dağılımı ECE R17 önden çarpma analizi sonucu Şekil 4.3’te verilmiştir. Kızak braketleri üzerinde %1’in altında plastik şekil değişimi görülmüştür. Time: 0 ms Time: 60 ms Time: 90 ms Time: 120 ms Time: 0 ms Time: 60 ms Time: 90 ms Time: 120 ms Şekil 4.3. ECE R17 önden çarpma sonlu eleman analizi deplasman değişimleri ECE R17 bagaj çarpma analizi sonucu Şekil 4.4’te verilmiştir. Kızak braketleri kontrol edildiğinde en fazla %1 plastik şekil değişimi görülmüştür. 42 Time: 0 ms Time: 80 ms Time: 120 ms Time: 200 ms Time: 0 ms Time: 80 ms Time: 120 ms Time: 200 ms Şekil 4.4. ECE R17 bagaj çarpma sonlu eleman analizi deplasman değişimleri 4.2. Test Sonuçları Fiziksel testler prototip olarak üretilen koltuklar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Öncelikle ECE R14’e uygun olarak çekme testi gerçekleştirilmiştir. Test sonrası her hangi bir kırılma olmamıştır. Oluşan deformasyonlar izin verilen limitler içindedir. Test sonrası tüm görünüşler ve uygulanan kuvvet-zaman grafiği Şekil 4.5, Şekil 4.6 ve Şekil 4.7’de sırası ile verilmiştir. Şekil 4.5. ECE R14 test sonrası koltuk yan görünüş 43 Şekil 4.6. ECE R14 test sonrası braket detay görünüş Şekil 4.7. ECE R14 testinde uygulanan kuvvet-zaman grafiği Statik çekme testlerinin ardından sled çarpışma test cihazında sırası ile ECE R17 önden çarpma ve bagaj çarpma testleri gerçekleştirilmiştir. Önden çarpma testi sonrası görünüşler Şekil 4.8, Şekilde 4.9 ve Şekil 4.10’da verilmiştir. Şekil 4.11’de uygulanan ivmenin zamana bağlı değişimi verilmiştir. Kızak ve kızak braketleri üzerinde plastik şekil değişimi görülmüştür, ancak her hangi bir kırılma görülmemiştir. Test başarı ile tamamlanmıştır. 44 Şekil 4.8. ECE R17 önden çarpma test sonrası perspektif görünüş Şekil 4.9. ECE R17 önden çarpma test sonrası yan görünüş Şekil 4.10. ECE R17 önden çarpma test sonrası kızak braketi yan görünüş 45 Şekil 4.11. ECE R17 önden çarpma testinde gerçekleşen ivme-zaman grafiği ECE R17 önden çarpma testi sonrası bagaj çarpma testi gerçekleştirilmiştir. Şekil 4.12 ve Şekil 4.13’de test sonrası görünüşler verilmiştir. Testte gerçekleşen ivmenin zamana bağlı değişimi Şekil 4.14’de verilmiştir. Bu grafikte ivmenin üst sınırı yeşil çizgi ve alt sınırı mavi çizgi ile gösterilmektedir. Testte blok koltuğa çarpmış ve sonrasında koltuğun bloğun geçişine izin vermediği görülmüş ve sonuç uygun bulunmuştur. Şekil 4.12. ECE R17 bagaj çarpma test sonrası yan genel görünüş 46 Şekil 4.13. ECE R17 bagaj çarpma test sonrası yan görünüş Şekil 4.14. ECE R17 bagaj çarpma testinde gerçekleşen ivme-zaman grafiği Çarpışma testlerinde ve sonlu elemanlarda elde edilen video kareleri yan yana getirilerek kıyaslanmıştır (Şekil 4.15 ve Şekil 4.16). Milisaniye bazında her bir görüntü arasında fark yok denecek kadar azdır. Literatür araştırmasında geçen Macnaughtan ve Khan (2005) çalışması ile benzer yüksek korelasyon sonucu elde edilmiştir. 47 Zaman: 0 ms Zaman: 50 ms Zaman: 75 ms Zaman: 100 ms Şekil 4.15. ECE R17 önden çarpma test ve sonlu eleman sonuçlarının kıyaslaması 48 Zaman: 0 ms Zaman: 80 ms Zaman: 120 ms Zaman: 200 ms Şekil 4.16. ECE R17 bagaj çarpma test ve sonlu eleman sonuçlarının kıyaslaması Gerçekleştirilen tüm analiz ve testler kendi aralarında değerlendirilmiştir. • ECE R14 Emniyet kemer çekme sonuçlarında, koltuk komplesindeki tüm elemanların deformasyonlarına bakıldığında, kızak braketlerinin ve kızak profillerinin diğer parçalara göre daha fazla deforme olduğu görülmüştür. Bu 49 parçaların dayanımı, sistemin performansını belirler nitelikte olduğu değerlendirilmiştir. • ECE R17 Önden çarpma sonuçlarına bakıldığında, %95’lik manken, sonlu eleman analizlerinde doğrudan koltuk iskeleti üzerine oturtulmuş olması ile testlerde giydirilmiş komple koltuk üzerine oturtulmuş olması arasında fark görülmemiştir. Buradan yola çıkarak oturak üstünde bulunan süngerin bu analiz tipinde modellenmesi gerekmediği belirlenmiştir. • ECE R17 Bagaj çarpma sonuçlarına bakıldığında ise, giydirilmiş koltuk sırtı ile iskelet halindeki sırt arasında fark görülmemiştir. Benzer şekilde bu analiz tipinde de koltuk sırt süngerin modellenmesi gerekmediği görülmüştür. Aynı gereklilik kapsamında testlerde ahşap malzemeli blok kullanılmış olması ile analizlerde rijit yapılı blok kullanımı arasında fark görülmemiştir. ECE R14 Emniyet kemer çekme testinde elde edilen sonuçlar ile Mulla Salim ve ark.’nın (2018) elde ettiği sonuçlar kıyaslanmıştır. Bu tezde testte meydana gelen profil açılması (şekil değişimi) izin verilen sınırlar içinde iken, diğer çalışmada alt ve üst profilin tamamen birbirinden ayrılması şeklinde olduğu için uygun sonuç çıkmadığı görülmüştür. Bunun üzerine çalışmada ilave kızak güçlendirici parça (J braketi) kullanılarak çözüm sağlandığı belirtilmektedir. Bu tez kapsamında %20 hafifletme tasarım hedeflerine başarı ile ulaşılmıştır. Ancak literatürde karşılaşılan Jaranson ve Ahmed’e (2015) ait çalışmada %23,5 hafifletme sağlamıştır. Daha yüksek değerde ağırlık azaltmak için bundan sonraki çalışmalarda koltuk kızaklarında da şekil optimizasyonunun gerçekleştirilebileceği değerlendirilmektedir. Bir başka hafifletme konusu olarak, braket malzemesini yüksek mukavemetli çelik yerine kompozit malzeme ile değiştirilebileceği değerlendirilmektedir. Zhang ve ark.’nın (2015) koltuk sırt bölgesinde uyguladıkları kompozit malzemeli formlar, kızak braketlerinin tasarımda referans olarak kullanılabilir. Ancak ECE R14 Emniyet kemer 50 çekme testlerinde, kızak braketlerinin kuvvet geçiş yolu üzerinde yer alması dolayısı ile en fazla zorlandığı görülmüştü. Bu sebeple kompozit malzemeli braketler ile elde edilecek hafifletmenin, sırt bölgesindeki hafifletme yüzdesine göre düşük değerlerde çıkacağı değerlendirilmiştir. Topografya optimizasyonu adımında, sonlu eleman yazılımından alınan çıktılar benzetim yolu ile braket katı modeline aktarılmıştır. Balaban (2011) tez çalışmasında ise optimizasyondan çıkan formlar, katı modele göre kıyaslandığında daha fazla benzerlik göstermektedir. 51 5. SONUÇ Bu tez kapsamında, M1 sınıfı binek araçlarda ön koltuklarda kullanılan kızak braketlerinin uygun malzeme seçimi ve uygulanan optimizasyon tekniği ile koltuk ağırlığında hafifletme üzerine çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir. Koltuk kızak braketleri önde ve arkada olmak üzere 2 ayrı yerde bulunmakta iken yeni tasarımda yekpare (monoblock) olarak şekillendirilmiştir. Böylelikle parçanın sac kalınlığı 2,8 mm’den 2 mm’ye azaltılmış olsa da rijitliğinde düşüş olmamıştır. Braketler haricinde koltuk kızaklarında da ağırlık azaltma çalışması yapılmıştır. Ancak bu çalışma, kızak malzemesini DP1000’e çevirme ve profil sac kalınlığını 1,5 mm’ye azaltma ile sınırlı kalmıştır. Çarpma testlerinde koltuktan braketlere gelen yükler sonlu eleman yazılımında çıkarılmıştır. Bu yükler altında deplasman kriteri sınır şartında parça topografya optimizasyonuna sokulmuştur. Analizin çıktıları değerlendirilerek güçlendirilmesi gereken kısımlara feder eklenmiş ve parçanın katılığı artırılmıştır. Kızak ve kızak braketlerinin mevcut durumda toplam ağırlığı 3625 gram iken bu tez kapsamında tasarlanan parçaların toplam ağırlığı 2900 gram olarak ölçülmüştür. Böylelikle toplamda %20 ağırlık azaltma yapılmıştır. Ağırlığı azaltılan bu parçalar kullanılarak prototip koltuklar üretilmiş ve testlere tabi tutulmuştur. ECE R14 ve ECE R17 regülasyon şartlarına göre koltuklar testleri geçmiştir. ECE R17 önden çarpma testlerinde koltuk üstüne yerleştirilmiş dummy’nin ve ECE R17 bagaj çarpma testleri esnasında blokların sled çarpışma test cihazındaki hareketleri, sonlu eleman analizlerindeki hareketleri ile kıyaslandığında video karesi bazında fark yok denecek kadar azdır. Yüksek bir korelasyon değeri elde edilmiştir. Bu tez çalışması bir araştırma ve geliştirme projesi olarak değerlendirilerek daha sonraki aşamalarda ileri yüksek mukavemetli çelikler (AHSS) kullanımı ile hafifletme oranının artırılmasına imkân sağlamaktadır. 52 KAYNAKLAR Anonim, 2017a. Altair HyperWorks HyperMesh User Guide. Anonim, 2017b. Altair HyperWorks RADIOSS Tutorials and Examples. Anonim, 2020. Kyoto Protokolü. https://en.wikipedia.org/wiki/Kyoto_Protocol/ (Erişim tarihi: 01.06.2020). Arslan, A., Kaptanoğlu, M. 2010. Bir ticari araç için ECE R14 regülasyonuna uygun koltuk bağlantılarının geliştirilmesi. OTEKON, 5. Otomotiv Teknolojileri Kongresi. Balaban, G.B., 2011. Otomotiv Kayar Kapı Mekanizmalarında Ağırlık Optimizasyonu. Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, BURSA Bhat, N., Kang, H. T., Bhise, V. 2006. Parametric Approach for Development of an Automotive Bucket Seat Frame. SAE Technical Papers, (2006-01-0366). https://doi.org/ 10.4271/2006-01-0366 Billur, E., Altan, P. D. T. 2010. Challenges in Forming Advanced High Strength Steels. New Developments in Sheet Metal Forming, 285-304. Cantor, B., Grant, P., Johnston, C. 2008. Automotive Engineering: Lightweight, Functional, and Novel Materials. Boca Raton: CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781420011906. Dassault Systèmes CATIA, 2004. CATIA V5 User Guides, Part Design, Assembly Design, Wireframe and Surface, Version 5 Release 14. Deveci, Ö., Sarısaç, S., Düvenci, F., Durmuş, A. 2018. Binek araç ön koltuklarında kullanılan kızak mekanizmasının dayanım doğrulama metodolojisi. OTEKON, 9. Otomotiv Teknolojileri Kongresi, 1622-1627. Choubey, A., Pal, R., Puli, K., Maheshwari, P., Raina, S. 2017. Determining the Parameters of Feeling for a Mechanism of Seat Adjustment. SAE International, (2017- 01-1392), https://doi.org/10.4271/2017-01-1392 de Cássia Silva, R., Flávio, P. G. M., de Sousa Oliveira, A. B. 2019. Assessing the crashworthiness of a vehicle seat for rear and frontal impacts. Latin American Journal of Solids and Structures, 16(1): 1–19. https://doi.org/10.1590/1679-78255262. ECE/TRANS/505/Rev.1/Add.13/Rev.5 Addendum 13: Regulation No. 14, 2012. ECE R14, Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to safety-belt anchorages, ISOFIX anchorages systems and ISOFIX top tether anchorages. United Nations Economic Commission for Europe. ECE/TRANS/505/Rev.1/Add.16/Rev.5 Addendum 16: Regulation No. 17, 2014. ECE R17, Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to the 53 seats, their anchorages and any head restraints. United Nations Economic Commission for Europe. ECE/TRANS/WP.29/78/Rev.6, 2017. Consolidated Resolution on the Construction of Vehicles (R.E.3). United Nations Economic and Social Council. Gavelin, A., Lindquist, M., Oldenburg, M. 2007. Modelling and simulation of seat- integrated safety belts including studies of pelvis and torso responses in frontal crashes. International Journal of Crashworthiness, 12(4), 367–379. https://doi.org/ 10.1080/13588260701482906 Gavelin, A., Iraeus, J., Lindquist, M., Oldenburg, M. 2010. Evaluation of finite element models of seat structures with integrated safety belts using full-scale experiments. International Journal of Crashworthiness, 15(3), 265–280. https://doi.org/10.1080/13588260903250994 Jaranson, J., Ahmed, M. 2015. MMLV : Lightweight Interior Systems Design. SAE International, (2015-01-1236). https://doi.org/10.4271/2015-01-1236 Kale, H. N., Dhamejani, C. L. 2015. Design Parameters of Driver Seat in an Automobile. International Journal of Research in Engineering and Technology, 04(06), 448-452. https://doi.org/10.15623/ijret.2015.0406076 Kang, S. J., Chun, B. K. 2000. Effective approach to prediction of the collapse mode in automotive seat structure. Thin-Walled Structures, 37(2000), 113-125. https://doi.org/ 10.1016/S0263-8231(00)00014-8 Kaymaz, İ., 2005. Optimizasyon Teknikleri Sunumu. Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Keeler, S., Kimchi, M., J. Mooney, P. 2017. Advanced High-Strength Steels Apllication Guidelines Version 6.0. World Auto Steel, 6(September), 314 Kolich, M. 2000. Driver Selected Seat Position : Practical Applications. SAE Technical Papers, (2000-01–0644). https://doi.org/10.4271/2000-01-0644 Kolich, M. 2014. Using Failure Mode and Effects Analysis to design a comfortable automotive driver seat. Applied Ergonomics, 45(4), 1087–1096. https://doi.org/ 10.1016/j.apergo.2014.01.007 Lotus Engineering Inc. 2010. An Assessment of Mass Reduction Opportunities for a 2017-2020 Model Year Vehicle Program. The International Council on Clean Transportation, 79–108. Macnaughtan, T. N., Khan, S. R. 2005. Correlation of an automotive seat finite element simulation with dynamic sled testing. SAE Technical Papers, (2005-01-1301). https://doi.org/10.4271/2005-01-1301 54 Mazur, M., Leary, M., Huang, S., Baxter, T., Subic, A. 2011. Benchmarking study of automotive seat track sensitivity to manufacturing variation. International Conference on Engineering Design, 456-465. Menon, A., 2005. Structural Optimization Using Ansys and Regulated Multiquadric Response Surface Model. Msc Thesis, The University of Texas at Arlington, Mechanical Engineering, Arlington, USA. Mulla Salim, H., Yadv Sanjay, D., Shinde, D., Deshpande, G. 2013. Importance of federal motor vehicle safety standards 207/210 in occupant safety - A case study. International Conference on Design and Manufacturing, 64, 1099–1108. https://doi.org/ 10.1016/j.proeng.2013.09.188 Naughton, P., Shembekar, P., Lokhande, A., Kauffman, K., Rathod, S., Malunjkar, G. 2009. Eco-Friendly Automotive Plastic Seat Design. SAE Technical Papers, (2009-26-087). https://doi.org/10.4271/2009-26-0087 Öztürk, V., Durmuş, A. 2016. Ağır Ticari Araçlar İçin Yeni Nesil Statik Makas Sistemine Sahip Muavin Koltuğu Tasarımı. OTEKON, 8. Otomotiv Teknolojileri Kongresi, 381–387. Pankoke, S., Siefert, A. 2007. Virtual Simulation of Static and Dynamic Seating Comfort in the Development Process of Automobiles and Automotive Seats : Application of Finite-Element-Occupant-Model CASIMIR. SAE Technical Papers, (2007-01-2459). https://doi.org/10.4271/2007-01-2459 Park, S., Pyun, J. K., Choi, B. Y., Jeong, D., Kim, H. 2010. Seat Common Frame Design Optimization. SAE Technical Papers, (2010-01–0390). https://doi.org/ 10.4271/2010-01-0390 Pişgin, E., Solmaz, E. 2018. FMVSS 210 Normuna Göre Sürücü Koltuğu Geliştirilmesi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 23(1), 353-368. https://doi.org/ 10.17482/uumfd.390068 Prasad, Y. R. 2012. Weight optimization of a seating system. SAE Technical Papers, (2012-28-0013). https://doi.org/10.4271/2012-28-0013 Ramkumar, R., Surkutwar, Y. V., Subbarao, A. V., Karanth, N. V., Sawant, S. V., Kulkarni, P. K. 2011. An investigation of vibration characteristics in automotive seats using experimental and CAE techniques. SAE Technical Papers, (2011-26-0047). https://doi.org/10.4271/2011-26-0047 Rashidy, M., Deshpande, B., Gunasekar, T. J., Morris, R., Munson, R. A., Lindberg, J. a, Summers, L. 2001. Analytical evaluation of an Advanced Integrated Safety Seat Design in frontal, rear, side, and rollover crashes. SAE Technical Papers, (2001-06-0017), 1–12. 55 Sarısaç, S. 2016. Araç Koltuğu Destek Sac Parçalarının Topografya Optimizasyonu ile Tasarımı ve Analizi. Yüksek Lisans Tezi, UÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Bursa. Sharma, M., Dewan, R., Singh, A. 2008. Experimental Evaluation of Performance of Effective Upper Belt Anchorage ( EUBA ), Lower Belt Anchorage ( LBA ) and Floor Deformation under Different Test Configuration as per ECE R14. SAE Technical Papers, (2008-01-0185). https://doi.org/10.4271/2008-01-0185 Shi, P., Xu, Z. 2018. Analysis of Seat Belt Anchorage Strength for Vehicles. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 301(1). https://doi.org/ 10.1088/1757-899X/301/1/012127 Singh, V., Ahmed, S. S. 2014. Automotive Seat Modeling and Simulation for Occupant Safety using Dynamic Sled Testing. International Journal of Engineering Research & Technology, 3(7). 1501-1505. Steinwall, J., Viippola, P. 2014. Concept Development of a Lightweight Driver ’ s Seat Structure & Adjustment System, M.Sc. Thesis, Chalmers University of Technology. TATA Steel, 2014, Ympress S420MC data sheet. https://www.tatasteeleurope.com/static_files/Downloads/General%20Industry%20Strip/ Strip%20Products/English/Tata%20Steel%20-%20YMPRESS%20S420MC%20- %20data%20sheet.pdf -(Erişim tarihi: 01.03.2020). TATA Steel, 2014, Ympress S550MC data sheet. https://www.tatasteeleurope.com/static_files/Downloads/General%20Industry%20Strip/ Strip%20Products/English/Tata%20Steel%20-%20YMPRESS%20S550MC%20- %20data%20sheet.pdf -(Erişim tarihi: 01.03.2020). UNECE, 2009. REGULATION (EC) No 661/2009 concerning type-approval requirements for the general safety of motor vehicles, their trailers and systems, components and separate technical units intended therefor. Vangipuram, R. 2007. Failure Mode Characterization of AHSS in Automotive Seat Structure Assemblies. SAE Technical Papers, (2007-01-0791). https://doi.org/ 10.4271/2007-01-0791 Van Hoof, J., Van Markwijk, R., Verver, M., Furtado, R., Pewinski, W. 2004. Numerical prediction of seating position in car seats. SAE Technical Papers, (2004-01- 2168). https://doi.org/10.4271/2004-01-2168 Viano, D. C., White, S. 2018. Theories, Facts and Issues about Recliner and Track Release of Front Seats in Rear Impacts. SAE International, (2018-01–1329). https://doi.org/10.4271/2018-01-1329 Yang, Y., Chen, H., Zhang, R., Chen, H., Qiang, X. 2014. Analysis of Vehicle seat structure optimization in front and rear impact. Open Mechanical Engineering Journal, 2, 92-99. https://doi.org/10.4236/wjet.2014.22010 56 Yüce, C. 2013. Yeni Nesil Ticari Araçlar Için Hafifletilmiş Yolcu Koltuğu Tasarımı ve Prototip İmalatı. Yüksek Lisans Tezi, UÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Bursa. Yüce, C., Karpat, F., Yavuz, N., Kaynaklı, Ö., Dolaylar, E., Şendeniz, G. 2013. Prototyping a New Lightweight Passenger Seat. International Mechanical Engineering Congress and Exposition, (IMECE2013-64381), 1–10. https://doi.org/ 10.1115/IMECE2013-64381 Yüce, C., Karpat, F., Yavuz, N., Sendeniz, G. 2014. A case study: Designing for sustainability and reliability in an automotive seat structure. Sustainability, 6(7), 4608- 4631. https://doi.org/10.3390/su6074608 Zhang, H., Sun, L., Leng, D., Huang, B., Wang, L. 2015. A Case Study: Design Of An Automotive Seat Backrest By Carbon Fiber Reinforced Plastics. International Mechanical Engineering Congress and Exposition, (IMECE2015-50821), 1-7. https://doi.org/10.1115/IMECE2015-50821 57 ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı : Ömer Osman DEVECİ Doğum Yeri ve Tarihi : Antalya / 07.02.1980 Yabancı Dil : İngilizce Eğitim Durumu Lise : Ankara Başkent Lisesi / 1998 Lisans : İzmir Dokuz Eylül Üniversitesi / 2003 Çalıştığı Kurum/Kurumlar : Martur Fompak International, 2016 – Halen Rollmech Automotive A.Ş., 2014 – 2015 Tirsan Kardan A.Ş., 2003 – 2014 İletişim : oodeveci@gmail.com https://tr.linkedin.com/in/ömer-deveci-275b5b20/ Yayınları : Deveci, Ö., Durmuş, A., 2019. Otomobil Sürücü Koltuğu Kızak Tasarımı Ve Geliştirilmesi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Cilt 24, Sayı 2, 2019, https://doi.org/10.17482/uumfd.551791 Deveci, Ö., Sarısaç, S., Düvenci, F., Durmuş, A., 2018. Binek araç ön koltuklarında kullanılan kızak mekanizmasının dayanım doğrulama metodolojisi. OTEKON, 9. Otomotiv Teknolojileri Kongresi, 633-642. 58