Araştırma Makalesi

Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi

Sayı: 14 31 Temmuz 2021
PDF İndir
TR EN

Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi

Öz

Hidrojen enerjisi dizel tren setlerinin yol açtığı hava kirliliği, gürültü kirliliği gibi dezavantajları ortadan kaldırdığı gibi elektrikli tren setlerinin ihtiyaç duyduğu pahalı elektrifikasyon alt yapısı ve görüntü kirliliğinin de olumsuz etkilerini ortadan kaldırmaktadır. Bu olumlu özelliklere karşı hidrojenin yüksek basınç altında depolanması gerekmektedir. Bu çalışmada hidrojenin alternatif bir enerji kaynağı olarak demiryolu araçlarında kullanılması ve hidrojen tüplerinin yüksek hızlı darbeye karşı dirençleri sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir. Bu amaçla yüksek iç basıncı olan ve olmayan Karbon Fiberle Güçlendirilmiş Plastik (CFRP) kompozit tüp üzerine darbe yüklemesinin etkisi FEM simülasyonu ile araştırılmıştır. Alüminyum silindirli ve karbon fiber ile sarılmış kompozit tüp 3 boyutlu model kullanılarak simüle edilmiştir. MARC-Mentat ticari kodu, hesaplama aracı olarak seçilmiştir. Silindirin geometrisi, Mentat ön-son arayüz yazılımı kullanılarak oluşturulmuştur. Alüminyum 6061T astar ve TORAY T 700SC + Epoksi kompozit katmanların malzeme özellikleri sırasıyla izotropik ve ortografik olarak simülasyonlara dâhil edilmiştir. Tüpün kubbe bölgesi simülasyonlara dâhil edilmemiştir. Simülasyonun modeli, başka bir araştırmacı tarafından yapılan gerçek deney dikkate alınarak oluşturulmuştur. Simülasyonların sonuçları, çarpma tertibatı hasarı altındaki bazı bölgelerin, genellikle inanılan gerilim deformasyonundan ziyade sıkıştırma gerilmelerine maruz kalacağını göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] P. Edwards, V. Kuznetsov, D. Bill, “Hydrogen energy,” Philosophical transactions of the royal society a mathematical and engineering sciences, vol. 365 no. 1853, pp. 1043-1056, 2007, doi: 10.1098/rsta.2006.1965
  2. [2] I. Blagojevic, S. Mitic, “Hydrogen as a vehicle fuel,” Mobility and vehicle mechanics, vol. 44, no. 2, pp. 37-49, 2018, doi: 10.24874/mvm.2018.44.02.04
  3. [3] Y. Ruf, T. Zorn, P. Neve, P. Andrae, S. Erofeeva, F. Garrison, “Report 3,” Study on the use of fuel cells & hydrogen in the railway environment, 2019.
  4. [4] M. Akhoundzadeh, K. Raahemifar, S. Panchal, E. Samandi, E. Haghi, R. Fraser, M. Fowler, “A conceptualized hydrail powertrain: A case study of the union pearson express route,” World electric vehicle journal, vol. 10, pp. 2019 doi: 10.3390/wevj10020032
  5. [5] O. Bethoux, “Hydrogen fuel cell road vehicles and their infrastructure: An option towards an environmentally friendly energy transition,” Energies, vol. 13, pp. 1-27, 2020, doi: 10.3390/en13226132
  6. [6] A. Hoffrichter, “Hydrogen as an energy carrier for railway traction,” Ph. D. dissertation, Dept. Mech. Eng., University of Birmingham, 2013.
  7. [7] E. Rivard, M. Trudeau, K. Zaghib, “Hydrogen storage for mobility: A review,” Materials, vol. 12, pp. 1-22, 2019, doi: 10.3390/ma12121973
  8. [8] N. K. Naik, P. Shrirao, B.C.K. Reddy, “Ballistic impact behaviour of woven fabric composites: Formulation,” International journal of impact engineering, vol. 14, no. 9, pp. 1521-1552, 2006, doi: 10.1016/j.ijimpeng.2005.01.004

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik, Makine Mühendisliği, Kompozit ve Hibrit Malzemeler

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Temmuz 2021

Gönderilme Tarihi

29 Mayıs 2021

Kabul Tarihi

29 Haziran 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Sayı: 14

Kaynak Göster

APA
Akkuş, N., Ünal, A., & Genç, G. (2021). Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi. Demiryolu Mühendisliği, 14, 180-188. https://doi.org/10.47072/demiryolu.944604
AMA
1.Akkuş N, Ünal A, Genç G. Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi. Demiryolu Mühendisliği. 2021;(14):180-188. doi:10.47072/demiryolu.944604
Chicago
Akkuş, Nihat, Abdülkadir Ünal, ve Garip Genç. 2021. “Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi”. Demiryolu Mühendisliği, sy 14: 180-88. https://doi.org/10.47072/demiryolu.944604.
EndNote
Akkuş N, Ünal A, Genç G (01 Temmuz 2021) Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi. Demiryolu Mühendisliği 14 180–188.
IEEE
[1]N. Akkuş, A. Ünal, ve G. Genç, “Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi”, Demiryolu Mühendisliği, sy 14, ss. 180–188, Tem. 2021, doi: 10.47072/demiryolu.944604.
ISNAD
Akkuş, Nihat - Ünal, Abdülkadir - Genç, Garip. “Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi”. Demiryolu Mühendisliği. 14 (01 Temmuz 2021): 180-188. https://doi.org/10.47072/demiryolu.944604.
JAMA
1.Akkuş N, Ünal A, Genç G. Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi. Demiryolu Mühendisliği. 2021;:180–188.
MLA
Akkuş, Nihat, vd. “Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi”. Demiryolu Mühendisliği, sy 14, Temmuz 2021, ss. 180-8, doi:10.47072/demiryolu.944604.
Vancouver
1.Nihat Akkuş, Abdülkadir Ünal, Garip Genç. Hidrojenle Çalışan Demiryolu Araçlarında Kullanılan Hidrojen Tüplerinin Yüksek Hızlı Darbeye Karşı Dirençlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi. Demiryolu Mühendisliği. 01 Temmuz 2021;(14):180-8. doi:10.47072/demiryolu.944604