Dikdörtgen Pencerelere Sahip 3B-Baskılı Ince Cidarlı Kare Tüplerin Yarı-Statik Basma Yüklemesi Altındaki Çarpışma Dayanımı Özellikleri

Abstract

Bu çalışma, 3B baskı teknolojisi kullanılarak polilaktik asitten (PLA) üretilen ve pencereler içeren ince cidarlı kare tüplerin enerji sönümleme ve çarpışma dayanımı özelliklerini analiz etmek amacıyla tasarlanmıştır. Bunu başarmak için, tüplerin analizinde her biri iki seviyeli üç bağımsız tasarım parametresi dikkate alınmıştır: pencere sayısı (4, 5), pencere uzunluğu (8, 10 mm) ve pencere genişliği (10, 12 mm). Enerji sönümleme ve çarpışma dayanımı özelliklerini belirlemek amacıyla pencereli ince cidarlı kare tüpler yarı-statik eksenel basma testine tabi tutulmuştur. Tüplerin eksenel basması sırasında kuvvet ve ortaya çıkan yer değiştirme tepkileri kaydedilmiştir. Enerji sönümleme ve çarpışma dayanımı performansı, toplam sönümlenen enerji (EA), tepe çarpışma kuvveti (PCF), özgül enerji sönümü (SEA), ortalama ezilme kuvveti (MCF) ve çarpışma kuvveti verimliliği (CFE) gibi çeşitli kritik göstergeler ölçülerek nicelendirilmiştir. Deneysel sonuçlar, pencere boyutundaki bir artışın hem enerji sönümlemesinde hem de çarpışma kuvveti verimliliğinde bir düşüşe yol açtığını ortaya koymuştur. Örneğin, deneysel bulgular, 4W-1 numunesinin yaklaşık %18 ve %70 oranında sırasıyla 4W-2 ve 4W-3 numuneleri için kaydedilen SEA değerlerinden daha üstün bir SEA değeri sergilediğini göstermektedir. Ayrıca, 4W-1, 4W-2 ve 4W-3 numunelerinin sergilediği CFE'nin, sırasıyla yaklaşık %13, %6 ve %4'lük artışlarla 5W-1, 5W-2 ve 5W-3 numunelerinden önemli ölçüde daha yüksek olduğu görülmüştür.

This paper is designed to examine the crash performance and energy absorption of thin-walled windowed square tubes with incorporated windows, produced from polylactic acid (PLA) using 3D printing technology. Three independent design variables, each with two levels, were considered in the analysis of the tubes: the number of windows (4, 5), window length (8, 10 mm), and window width (10, 12 mm). To decide the absorbed energy and crash behaviors, the windowed square tubes were loaded under quasi-static compression. The force and resulting displacement responses during the axial compression of the tubes were recorded. Energy absorption and crashworthiness performance were quantified by measuring several critical indicators, including peak crash force (PCF), energy absorption (EA), specific energy absorption (SEA), mean crushing force (MCF), and crash force efficiency (CFE). The findings indicated that an increase in window size resulted in a reduction in both EA and CFE. For instance, the experimental findings illustrate that the 4W-1 specimen exhibited a SEA value that was approximately 18% and 70% superior to the SEA values recorded for the 4W-2 and 4W-3 specimens, respectively. Furthermore, The CFE demonstrated by specimens 4W-1, 4W-2, and 4W-3 considerably exceeded that of specimens 5W-1, 5W-2, and 5W-3, with percentage increases of approximately 13%, 6%, and 4%, respectively.