Y32 Bojisinin Yapısal Analizleri, Bölüm 1: Statik Analizler

Abstract

ÖzBojiler, demiryollarında kullanılan araçları taşımaya yarayan mekanik sistemlerdir. Tekerlek setleri, aks kutusu, fren donanımı, bolster, yatay damper, birincil ve ikincil süspansiyonlar boji şasisi üzerinde yer alır. Düz hatve kurplarda aracın dengeli şekilde ilerlemesini sağlamak, araç hızla ilerlerken raydaki düzensizliklerden kaynaklanan titreşimleri absorbe etmek ve raylardaki aşınmayı minimize etmek bojinin görevleri arasındadır. Raylı taşıtlarda kullanılan en kritik elemanlardan birisi olan boji şasisinin son derece güvenli tasarlanması ve imal edilmesi önemli bir gerekliliktir. Bunun için raylı sistemlerde güvenlik açısından katı kuralları içeren standartlar kullanılmaktadır. TS EN 13749 standardı Türkiye tarafından kabul edilen ve uygulanan bir standarttır. Bu standart boji şasilerinin yapısal gerekliliklerini belirler. İki bölümden oluşan bu çalışmanın birinci bölümünde; Y32 boji şasisinin aşırı yük durumlarındaki statik analizleri sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak (SEY) gerçekleştirilmiş ve TS EN 13749 standardınca uygunluğu değerlendirilmiştir. Analizleri gerçekleştirmek için öncelikle Y32 Bojisinin üç boyutlu (3B) katı modeli oluşturulmuştur. 3B katı modelleme işlemi Solidworks yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapısal analizler için ise sonlu elemanlar yöntemi tabanlı Ansys Workbench yazılımı kullanılmıştır. Oluşturulan 3B katı model sonlu elemanlara hazırlık aşaması ve çözüm ağı oluşturulması amacıyla Ansys Workbench yazılımına aktarılarak, gerekli görülen geometrik düzenlemeler ve çözüm ağına ayırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Modelleme işleminde herhangi bir basitleştirmeye gidilmemiş olup, gerçekçi bir model kurulmuştur. Modelde uygun şekilde çözüm ağı oluşturulmuş, TS EN 13749 standardı dikkate alınarak sınır şartları ve kuvvetler uygulanmıştır. Yapısal analizlerde kullanılan malzemelerin mekanik özellikleri tanımlanmış ve parçalar arası bağlantılar Ansys Workbench yazılımı içerisinde kurulmuştur. Yapısal analizler neticesinde elde edilen sonuçlar TS EN 13749 standardında izin verilen malzeme limit değerleri dikkate alınarak değerlendirilmiş uygun olmayan koşullar için çözüm önerileri sunulmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde ise, normal servis yüklemesi koşulu altında Y32 bojisinin yorulma analizleri gerçekleştirilmiş olup, her düğüm noktasına karşılık gelen ortalama gerilme ve gerilme genliği değerleri hesaplanmış ve yorulma sonuçları Haigh ve Goodman Diyagramları'nda ayrı ayrı değerlendirilmiştir.