Numerical Assessment of Multi-Cell Thin-Walled Beams under Three-Point Bending for Automotive Safety.
Saved in:
| Title: | Numerical Assessment of Multi-Cell Thin-Walled Beams under Three-Point Bending for Automotive Safety. |
|---|---|
| Alternate Title: | Otomotiv Güvenliği Açısından Çok Hücreli İnce Duvarlı Kirişlerin Üç Nokta Bükülme Altında Sayısal Değerlendirilmesi. |
| Authors: | KOPAR, Mehmet1 mehmet.kopar@ostimteknik.edu.tr, SÖMER, Medeni2 medenisomer@hitit.edu.tr, ARI, Ali1 ali.ari@ostimteknik.edu.tr |
| Source: | Firat University Journal of Engineering Science / Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2026, Vol. 38 Issue 1, p201-212. 12p. |
| Subjects: | Bend testing, Automobile safety, Energy dissipation, Lightweight construction, Finite element method, Aluminum alloys, Compressive force |
| Abstract (English): | In this study, the impact strength of automotive side door beams reinforced with multi-cell thin-walled structures was investigated under three-point bending loads. Six different configurations (cylindrical and square outer geometries with 3, 4, and 5 inner cells) made of AA6063-T1 aluminum alloy were analyzed using the finite element method. The models developed in HyperMesh were validated with the experimental data of Zhang and Fu, and an error of less than 1.1% was achieved. The results revealed that increasing the number of inner cells significantly increased the energy absorption, average crushing force, and specific energy absorption. The square-profile K5 design achieved the best performance with 0.1617 kJ EA and 0.885 kJ/kg SEA, outperforming its cylindrical counterpart (S5) by 43% and 13%, respectively. The square geometries also exhibited a 69% higher peak crushing force due to their superior vertical load-carrying behavior. The findings indicate that multicellular thin-walled structures offer significant advantages over traditional single-cell designs, providing up to 27-42% improvement in crash performance and are an effective design strategy for lightweight automotive safety components. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Turkish): | Bu çalışmada, çok hücreli ince duvarlı yapılarla güçlendirilmiş otomotiv yan kapı kirişlerinin üç noktalı bükülme yükleri altında çarpma dayanıklılığı araştırılmıştır. AA6063-T1 alüminyum alaşımından yapılmış altı farklı konfigürasyon (3, 4 ve 5 iç hücreli silindirik ve kare dış geometriler) sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. HyperMesh'te geliştirilen modeller, Zhang ve Fu'nun deneysel verileriyle doğrulanmış ve %1,1'den daha az hata elde edilmiştir. Sonuçlar, iç hücrelerin sayısının arttırılmasının enerji emilimini, ortalama kırma kuvvetini ve spesifik enerji emilimini önemli ölçüde arttırdığını ortaya çıkarmıştır. Kare profilli K5 tasarımı, 0,1617 kJ EA ve 0,885 kJ/kg SEA ile en iyi performansı elde ederek silindirik muadilini (S5) sırasıyla % 43 ve %13 oranında daha iyi değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Kare geometriler ayrıca üstün dikey yük taşıma davranışı nedeniyle % 69 daha yüksek tepe kırma kuvveti göstermiştir. Bulgular, çok hücreli güçlendirilmiş kare yapıların, geleneksel tek hücreli tasarımlara göre önemli avantajlar sunduğunu, çarpışma performansında %27-42'ye kadar iyileşme sağladığını ve hafif otomotiv güvenlik bileşenleri için etkili bir tasarım stratejisi olduğu belirlenmiştir. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Copyright of Firat University Journal of Engineering Science / Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi is the property of Firat University and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.) | |
| Database: | Engineering Source |
| FullText | Links: – Type: pdflink Text: Availability: 0 |
|---|---|
| Header | DbId: egs DbLabel: Engineering Source An: 193328467 AccessLevel: 6 PubType: Academic Journal PubTypeId: academicJournal PreciseRelevancyScore: 0 |
| IllustrationInfo | |
| Items | – Name: Title Label: Title Group: Ti Data: Numerical Assessment of Multi-Cell Thin-Walled Beams under Three-Point Bending for Automotive Safety. – Name: TitleAlt Label: Alternate Title Group: TiAlt Data: Otomotiv Güvenliği Açısından Çok Hücreli İnce Duvarlı Kirişlerin Üç Nokta Bükülme Altında Sayısal Değerlendirilmesi. – Name: Author Label: Authors Group: Au Data: <searchLink fieldCode="AR" term="%22KOPAR%2C+Mehmet%22">KOPAR, Mehmet</searchLink><relatesTo>1</relatesTo><i> mehmet.kopar@ostimteknik.edu.tr</i><br /><searchLink fieldCode="AR" term="%22SÖMER%2C+Medeni%22">SÖMER, Medeni</searchLink><relatesTo>2</relatesTo><i> medenisomer@hitit.edu.tr</i><br /><searchLink fieldCode="AR" term="%22ARI%2C+Ali%22">ARI, Ali</searchLink><relatesTo>1</relatesTo><i> ali.ari@ostimteknik.edu.tr</i> – Name: TitleSource Label: Source Group: Src Data: <searchLink fieldCode="JN" term="%22Firat+University+Journal+of+Engineering+Science+%2F+Fırat+Üniversitesi+Mühendislik+Bilimleri+Dergisi%22">Firat University Journal of Engineering Science / Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi</searchLink>. 2026, Vol. 38 Issue 1, p201-212. 12p. – Name: Subject Label: Subjects Group: Su Data: <searchLink fieldCode="DE" term="%22Bend+testing%22">Bend testing</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Automobile+safety%22">Automobile safety</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Energy+dissipation%22">Energy dissipation</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Lightweight+construction%22">Lightweight construction</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Finite+element+method%22">Finite element method</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Aluminum+alloys%22">Aluminum alloys</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Compressive+force%22">Compressive force</searchLink> – Name: Abstract Label: Abstract (English) Group: Ab Data: In this study, the impact strength of automotive side door beams reinforced with multi-cell thin-walled structures was investigated under three-point bending loads. Six different configurations (cylindrical and square outer geometries with 3, 4, and 5 inner cells) made of AA6063-T1 aluminum alloy were analyzed using the finite element method. The models developed in HyperMesh were validated with the experimental data of Zhang and Fu, and an error of less than 1.1% was achieved. The results revealed that increasing the number of inner cells significantly increased the energy absorption, average crushing force, and specific energy absorption. The square-profile K5 design achieved the best performance with 0.1617 kJ EA and 0.885 kJ/kg SEA, outperforming its cylindrical counterpart (S5) by 43% and 13%, respectively. The square geometries also exhibited a 69% higher peak crushing force due to their superior vertical load-carrying behavior. The findings indicate that multicellular thin-walled structures offer significant advantages over traditional single-cell designs, providing up to 27-42% improvement in crash performance and are an effective design strategy for lightweight automotive safety components. [ABSTRACT FROM AUTHOR] – Name: Abstract Label: Abstract (Turkish) Group: Ab Data: Bu çalışmada, çok hücreli ince duvarlı yapılarla güçlendirilmiş otomotiv yan kapı kirişlerinin üç noktalı bükülme yükleri altında çarpma dayanıklılığı araştırılmıştır. AA6063-T1 alüminyum alaşımından yapılmış altı farklı konfigürasyon (3, 4 ve 5 iç hücreli silindirik ve kare dış geometriler) sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. HyperMesh'te geliştirilen modeller, Zhang ve Fu'nun deneysel verileriyle doğrulanmış ve %1,1'den daha az hata elde edilmiştir. Sonuçlar, iç hücrelerin sayısının arttırılmasının enerji emilimini, ortalama kırma kuvvetini ve spesifik enerji emilimini önemli ölçüde arttırdığını ortaya çıkarmıştır. Kare profilli K5 tasarımı, 0,1617 kJ EA ve 0,885 kJ/kg SEA ile en iyi performansı elde ederek silindirik muadilini (S5) sırasıyla % 43 ve %13 oranında daha iyi değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Kare geometriler ayrıca üstün dikey yük taşıma davranışı nedeniyle % 69 daha yüksek tepe kırma kuvveti göstermiştir. Bulgular, çok hücreli güçlendirilmiş kare yapıların, geleneksel tek hücreli tasarımlara göre önemli avantajlar sunduğunu, çarpışma performansında %27-42'ye kadar iyileşme sağladığını ve hafif otomotiv güvenlik bileşenleri için etkili bir tasarım stratejisi olduğu belirlenmiştir. [ABSTRACT FROM AUTHOR] – Name: AbstractSuppliedCopyright Label: Group: Ab Data: <i>Copyright of Firat University Journal of Engineering Science / Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi is the property of Firat University and its content may not be copied or emailed to multiple sites without the copyright holder's express written permission. Additionally, content may not be used with any artificial intelligence tools or machine learning technologies. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract.</i> (Copyright applies to all Abstracts.) |
| PLink | https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=egs&AN=193328467 |
| RecordInfo | BibRecord: BibEntity: Identifiers: – Type: doi Value: 10.35234/fumbd.1790146 Languages: – Code: eng Text: English PhysicalDescription: Pagination: PageCount: 12 StartPage: 201 Subjects: – SubjectFull: Bend testing Type: general – SubjectFull: Automobile safety Type: general – SubjectFull: Energy dissipation Type: general – SubjectFull: Lightweight construction Type: general – SubjectFull: Finite element method Type: general – SubjectFull: Aluminum alloys Type: general – SubjectFull: Compressive force Type: general Titles: – TitleFull: Numerical Assessment of Multi-Cell Thin-Walled Beams under Three-Point Bending for Automotive Safety. Type: main BibRelationships: HasContributorRelationships: – PersonEntity: Name: NameFull: KOPAR, Mehmet – PersonEntity: Name: NameFull: SÖMER, Medeni – PersonEntity: Name: NameFull: ARI, Ali IsPartOfRelationships: – BibEntity: Dates: – D: 01 M: 01 Text: 2026 Type: published Y: 2026 Identifiers: – Type: issn-print Value: 13089072 Numbering: – Type: volume Value: 38 – Type: issue Value: 1 Titles: – TitleFull: Firat University Journal of Engineering Science / Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Type: main |
| ResultId | 1 |
