Araştırma Makalesi

Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi

Sayı: 24 28 Mayıs 2026
PDF İndir
TR EN

Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi

Öz

Bu çalışmada, demiryolu taşıtlarında yolcu konforunu taşıt dinamiği ile insan biyomekaniğini bütünleşik biçimde ele alarak değerlendiren 7 serbestlik dereceli doğrusal olmayan bir vagon-biyomekanik modeli geliştirilmiştir. İkincil süspansiyon sistemi, lineer olmayan kübik sertleşme ve sönüm modeli ile temsil edilmiştir. Yolcu ise pelvis, sırt ve baş kütlelerinden oluşan üç katmanlı bir yapıyla modellenmiştir. Ray profilinden kaynaklanan dikey yöndeki uyarım, Federal Demiryolu İdaresi (FRA) Tip 1-6 sınıflarına karşılık gelen güç spektral yoğunluğu (GSY) fonksiyonlarından Shinozuka yöntemiyle 108 km/h sabit hızda elde edilmiştir. Elde edilen doğrusal olmayan hareket denklemleri MATLAB ortamında Runge-Kutta Dormand-Prince 4(5) şemasına (ode45) dayanan değişken adımlı sayısal entegrasyon ile çözülmüştür. Koltuk ve gövdenin dikey yöndeki ivme yanıtları ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling indeksi ile eş zamanlı olarak değerlendirilmiştir. Koltuk katılık ve sönüm parametreleri (k_sc, c_sc), biyomekanik çok amaçlı bir maliyet fonksiyonu üzerinden statik çökme ve dinamik strok kısıtları altında optimize edilmiştir. Pasif koltuk modelleme sınırları dahilinde elde edilen optimum değerler k_sc=31,17 kN/m ve c_sc=6380,7 Ns/m olarak belirlenmiştir. Yapılan bu çok amaçlı optimizasyon sayesinde Tip 1 ray profilinde ISO 2631-1 ağırlıklandırılmış RMS koltuk ivmesi %35 azalmış, Tip 2 ve Tip 3 profillerinde güvenli maruziyet süresi sırasıyla 117'den 211'e ve 341'den 663 dakikaya uzamıştır. Ayrıca Sperling İndeksi Tip 1'de 3,233'ten 2,912'ye gerilemiş ve Tip 4-6 ray profillerinde tüm bileşenler ISO 2631-1 sağlık uyarı bölgesinin altında kalmıştır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] Mechanical Vibration and Shock – Evaluation of Human Exposure to Whole-Body Vibration – Part 1: General Requirements, ISO Standard 2631-1, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 1997.
  2. [2] Railway Applications – Ride Comfort for Passengers – Measurement and Evaluation, EN Standard 12299, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium, 2009.
  3. [3] S. L. Grassie, "Rail corrugation: Characteristics, causes, and treatments," Proc. Inst. Mech. Eng. Part F J. Rail Rapid Transit, vol. 223, no. 6, pp. 581–596, 2009, doi: 10.1243/09544097JRRT264
  4. [4] Federal Railroad Administration, Track Safety Standards – Compliance Manual, 49 CFR Part 213, U.S. Department of Transportation, Washington D.C., USA, 2012.
  5. [5] M. Shinozuka and C. M. Jan, "Digital simulation of random processes and its applications," J. Sound Vib., vol. 25, no. 1, pp. 111–128, 1972, doi: 10.1016/0022-460X(72)90600-1
  6. [6] A. A. Shabana, K. E. Zaazaa, and H. Sugiyama, Railroad Vehicle Dynamics: A Computational Approach. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2008.
  7. [7] V. K. Garg and R. V. Dukkipati, Dynamics of Railway Vehicle Systems. Toronto, ON, Canada: Academic Press, 1984.
  8. [8] W. Zhai, K. Wang, and C. Cai, "Fundamentals of vehicle–track coupled dynamics," Veh. Syst. Dyn., vol. 47, no. 11, pp. 1349–1376, 2009, doi: 10.1080/00423110802621561

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Dinamikler, Titreşim ve Titreşim Kontrolü

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

28 Mayıs 2026

Gönderilme Tarihi

21 Mart 2026

Kabul Tarihi

28 Mayıs 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Sayı: 24

Kaynak Göster

APA
Yavuz, A. (2026). Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi. Demiryolu Mühendisliği, 24. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1913640
AMA
1.Yavuz A. Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi. Demiryolu Mühendisliği. 2026;(24). doi:10.47072/demiryolu.1913640
Chicago
Yavuz, Akif. 2026. “Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi”. Demiryolu Mühendisliği, sy 24. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1913640.
EndNote
Yavuz A (01 Mayıs 2026) Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi. Demiryolu Mühendisliği 24
IEEE
[1]A. Yavuz, “Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi”, Demiryolu Mühendisliği, sy 24, May. 2026, doi: 10.47072/demiryolu.1913640.
ISNAD
Yavuz, Akif. “Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi”. Demiryolu Mühendisliği. 24 (01 Mayıs 2026). https://doi.org/10.47072/demiryolu.1913640.
JAMA
1.Yavuz A. Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi. Demiryolu Mühendisliği. 2026. doi:10.47072/demiryolu.1913640.
MLA
Yavuz, Akif. “Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi”. Demiryolu Mühendisliği, sy 24, Mayıs 2026, doi:10.47072/demiryolu.1913640.
Vancouver
1.Akif Yavuz. Raylı Taşıtlar İçin Doğrusal Olmayan Vagon-Yolcu Modeli ile Konfor Optimizasyonu ve ISO 2631-1, EN 12299 ve Sperling Kriterlerine Göre Konfor Analizi. Demiryolu Mühendisliği. 01 Mayıs 2026;(24). doi:10.47072/demiryolu.1913640