Yıl 2019, Cilt , Sayı 17, Sayfalar 395 - 411 2019-12-31

Y32 Bojisinin Yapısal Analizleri, Bölüm 2: Yorulma Analizleri

Oğuzhan Konez [1] , Muzaffer Metin [2] , Özgür Demir [3]


Demiryolu taşıtlarında, yoğun dinamik etkiler altında kalması nedeniyle katı regülasyonlar çerçevesinde tasarlanıp üretilen bojiler sistemin güvenli sürüş şartlarını sağlaması açısından oldukça önemli elemanlardır. Bojilerin yapısal gerekliliklerini ortaya koyan ve dünyada en çok kullanılan uluslararası standart EN 13749 standardıdır. Bu çalışmanın birinci bölümünde Y32 boji şasisinin aşırı yük durumlarındaki statik analizleri gerçekleştirilmiş ve sınır değerleri aşan bölgeler için gerekli yapısal önlemler önerilmiştir. İki seriden oluşan bu çalışmanın bu bölümünde ise, normal servis yükleme durumundaki yorulma analizleri yapılarak EN 13749 standardınca uygunluğu araştırılmıştır. Dinamik sistem elemanlarında meydana gelen kırılmaların %80’ninin yorulma nedeniyle olduğubilinmektedir.. Yorulma analizleri ile dinamik sistem elemanlarının çevrim ömürleri anlaşılmaya çalışılır. Çalışmanın birinci bölümünde üç boyutlu, basitleştirmeye gidilmeden gerçekçi bir katı modelin ve çözüm ağı yapısının nasıl oluşturulduğundan bahsedilmiştir. Kurulan modele bu bölümde yorulma analizleri için EN 13749 standardına uygun şekilde sınır şartları ve kuvvetler uygulanmıştır. Analizlerde, Yük Durumu 2, Yük Durumu 5 ve Yük Durumu 7 olmak üzere üç farklı normal servis yüklemesi ele alınmıştır. Bunlardan ikisinin aynı anda sisteme etki etmesi durumlarını içeren 3 farklı durum için yorulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Her analizde bojinin iki farklı durum altında 1 milyon adet çevrim sayısına ulaşıp ulaşamadığına bakılmıştır. Yorulma analizlerinde 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. Böylece, literatürde kullanılan iki farklı yöntemle Y32 boji şasi tasarımının normal servis yüklemesi durumlarında EN 13749 standardının gereklilikleri yorulma bakımından araştırılmış ve bulgularda elde edilen değerler yorumlanmıştır.

Y32 Bojisi, Statik Analiz, Aşırı Yükleme, Yorulma Analizi, Haigh Diyagramı, Goodman Diyagramı
  • R. Juvinall, K. Marshek, “Fundamentals of Machine Component Design”, John Wiley & Sons, Inc., 4. Baskı, 290-347, 2006.
  • S. Sabırlı, “Bir Raylı Taşıt Bogisinin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Yorulma Analizi” Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, 2012.
  • A. Cera, “Analysis of methodologies for fatigue calculation for railway bogie frames”, Trenitalia S.P.A., Floransa, İtalya.
  • J. Kim, N. Kim, “Structural Assessment for Bogie Frame of 180 km/h Korean Tilting Train”, Key Engineering Materials, 297(300): 345-350, 2005.
  • H. Huang, L. Chen, “Strength Simulation of a Railway Bogie Frame based on EN 13749”, Journal of Technology, 33(4): 209-214, 2018.
  • European Committee for Standardization, “EN 13749 : 2011 Railway Applications – Wheelsets and Bogies – Method of Specifying the Structural Requirements of Bogie Frames.” Bürüksel, Belçika, 2011.
  • S. Schmid, B. Hamrock, B. Jacobson, “Fundamentals of Machine Elements”, CRC Press, 3. Baskı, 180-188, 2014.
  • A. Fatemi, “Multiaxial Stresses”, University of Toledo, Chapter 10, https://www.efatigue.com/training/Chapter_10.pdf (30.01.2019 tarihinde alınmıştır.)
  • European Committee for Standardization. “EN 15663 : 2017 Railway applications – Definition of Vehicle Referance Masses” Bürüksel, Belçika, 2017.
  • “Stress Singularity”, https://enterfea.com/stress-singularity-an-honest-discussion/ (23.01.2019 tarihinde alınmıştır.)
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0001-7485-9086
Yazar: Oğuzhan Konez
Kurum: YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-9724-3433
Yazar: Muzaffer Metin (Sorumlu Yazar)
Kurum: YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0003-0865-0684
Yazar: Özgür Demir
Kurum: YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Aralık 2019

APA Konez, O , Metin, M , Demir, Ö . (2019). Y32 Bojisinin Yapısal Analizleri, Bölüm 2: Yorulma Analizleri. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (17) , 395-411 . DOI: 10.31590/ejosat.604857