Y32 boji şasisinin statik analizi ve yorulma bakımından incelenmesi

Abstract

Bojiler raylı sistemlerde kullanılan araçları taşımaya yarayan mekanik sistemlerdir. Tekerlek setleri, aks kutusu, fren donanımı, bolster, yatay damper, birincil ve ikincil süspansiyonlar boji şasisine montajı yapılan ekipmanlardır. Düz raylarda ve kurplarda aracın dengeli şekilde ilerlemesini sağlamak, araç hızla ilerlerken raydaki düzensizliklerden kaynaklanan titreşimleri absorbe etmek, raylarda minimum aşınmaya ve düzensizliğe neden olmak 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 Avrupa standardıdır. Bu standart boji şasilerinin yapısal şartlarını belirler. Y32 Bojileri TÜVASAŞ tarafından üretilir. Tezin amacı Y32 Boji şasisinin aşırı yük durumlarındaki statik analizlerini gerçekleştirmek ve bunun yanında normal servis yükleme durumundaki (yorulma) analizlerini yaparak TS EN 13749 standardınca uygunluğunu araştırmaktır. Standarda uygunluğu bulunmayan durumlarda boji şasisi tasarımı için revizyon önerileri getirilmiştir. Analizleri gerçekleştirmek için Y32 Bojisi üç boyutlu olarak uygun şekilde modellenmiştir. Modelleme işleminde herhangi bir basitleştirmeye gidilmemiştir. Modelde uygun şekilde çözüm ağı oluşturulmuş, TS EN 13749 standardına uygun şekilde sınır şartları ve kuvvetler uygulanmıştır. Analiz için Ansys Workbench programı kullanılmıştır. Analizde kullanılan malzemelerin mekanik özellikleri programa girilmiştir ve parçalar arası bağlantılar kurulmuştur. Statik analizde aşırı yük durumları incelenmiştir. Yorulma analizinde her düğüm noktasına (node) karşılık gelen ortalama gerilme (mean stress) ve gerilme genliği (alternating stress) sonuçları çıkartılmış ve bu sonuçlar Haigh Diyagramı’nda değerlendirilmiştir. Buna ek olarak yorulma analizi Ansys Workbench programında Goodman Diyagramı kullanılarak da çözdürülmüştür. Y32 Boji şasi tasarımının aşırı yük durumlarında (statik analiz) ve normal servis yüklemesi durumlarında (yorulma analizi) TS EN 13749 standardının gerekliliklerine sahip olup olmadığı incelenmiştir. Tezin ek bölümünde Y32 Boji şasisinin modal analizi gerçekleştirilmiştir.