Geri Dön

Raylı taşıtların dingillerinin dinamik analizi

Dynamic analysis of rail vehicle axles

  1. Tez No: 259819
  2. Yazar: MERAL BAYRAKTAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. RAHMİ GÜÇLÜ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 202

Özet

Bu çalışmada İstanbul Ulaşım Sanayi ve Ticaret A. Ş.'ye ait raylı taşıtların aks milleri incelenmiştir.Raylı taşıtın titreşim analizini gerçekleştirmek amacıyla 6-serbestlik dereceli yarım raylı taşıt ve 16-serbestlik dereceli boji modelleri oluşturulmuş ve diferansiyel denklemleri çıkartılmıştır. MATLAB-Simulink programının kullanıldığı frekansa bağlı simülasyonlarda aks miline ait titreşimler incelenmiştir.Tekerlek setinin modal analizi deneysel olarak geçeklştirilmiştir. Tekerlek setine uygulanan çekiç testi sonucunda elde edilen frekans cevapları incelenerek tekerlek setine ait kritik hızlar belirlenmiştir. ABB aracına ait olan ve deneysel modal analizi yapılan tekerlek setinin sonlu elemanlar modeli oluşturulmuş ve NASTRAN programı ile modal analizi bilgisayar ortamında gerçekleştirilmiştir. Yapılan çekiç testlerinin sonuçları, aks milinin sonlu elemanlar analizi ile birlikte değerlendirilmiştir.Gerçek hatda seyreden araç üzerinden, aracın bojisine ve aks miline ait titreşim ölçümleri farklı hız değerleri (30 km/saat, 40 km/saat ve 50 km/saat) için gerçekleştirilerek, yerdeğişimleri ve ivmeleri, zaman ve frekans cevapları incelenmiştir.İstanbul Ulaşım Sanayi ve Ticaret A. Ş.'ye ait raylı taşıtların aks millerinde meydana gelen kırılmalar incelenmiştir. Firmadan alınan kırılma değerleri laboratuar ortamında çalışmış gibi düşünülerek, deneyler sonucunda kırılmalara kadar geçen [km] değerleri ömür olup, yalnız tramvay (TR) çalışma durumunda ve tramvay-hafif metro (TR-LRT) müşterek çalışma durumları ayrı ayrı incelenmiş ve logaritmik ömür denklemleri elde edilmiştir.Yapılan çalışmalarda metro/tramvay vagonlarının tam, orta ve düşük yükleme şartlarının yanısıra vagonlara virajlarda etkiyen ilave gerilme süreleri de göz önüne alınarak birikimli hasar teorilerinden Palmgren-Miner teoremi yardımıyla eşdeğer gerilmeler hesaplanmıştır. Elde edilen gerilme değerlerine maruz kalması durumunda aks milinin yaşayacağı ömür değerleri %10, %50 ve %90 güvenirlikli olarak ifade edilmiştir.Titreşimin ömür üzerindeki olumsuz etkisi üzerinde durularak aks milinde meydana gelen titreşim kaynaklı ilave eğilme gerilmeleri de hesaplara dahil edilmiştir. Aks millerinin ömürleri [yük tekrarı] cinsinden olmak üzere, %90 güvenirlikli olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar İstanbul Ulaşım Sanayi ve Ticaret A. Ş. tarafından verilen değerlerle mukayese edilmiş ve titreşimin dahil edilmesiyle ortaya konan ömür değerlerinin gerçek ömür değerlerine yakınlığı hata payları ile sunulmuştur.

Özet (Çeviri)

In this study, failures in axles of rail vehicles of Istanbul Transportation Co. have been investigated.A half rail vehicle model with 6 DOF and a bogie model with 16 DOF have been considered to analyze the vibrations of rail vehicles. The vibrations of axles of rail vehicles are examined through simulations in frequency domain using MATLAB-Simulink program.Modal analysis of the wheel set which belongs to an ABB rail vehicle has been performed experimentally. The critical frequencies of the wheel set have been determined by the examination of the frequency response which is obtained by impact test. Later, its modal analysis is conducted by using NASTRAN program. Then the experimental and simulation results are evaluated and compared with each other.The vibration measurements at different speeds (30 km/hour, 40 km/hour and 50 km/hour) have been made on the bogie and axle of the running rail vehicle to determine displacement, acceleration, time, and frequency response.Fractures of axles of rail vehicles of Istanbul Transportation Co. have also been examined. The logarithmic life equations for the cases where (i) only tramway is in operation (ii) both tramway and light metro are in operation have been obtained with the fracture data taken from Istanbul Transportation Co. assuming that the vehicles run under the idealized conditions.Besides full, medium and low loading situations of metro/tramway wagons durations of additional stresses which are effective in curved rail roads are considered and equivalent stresses have been calculated by using Palmgren-Miner?s theorem as a cumulative failure theorem. The life of the axle exposed to the calculated equivalent stresses has been expressed with 10%, 50% and 90% reliability.In addition to the equivalent stresses explained above, negative effects of vibrations on life of the axle have been pointed out and additional vibration induced bending stresses have been included in the calculations. Then, life of the axles (as load cycle) has been calculated with 90% reliability. Finally, the results obtained are compared to the data reported by Istanbul Transportation Co. The differences between the calculated life with inclusion of the effect of vibrations and the real values are presented in the form of error percentages.

Benzer Tezler

  1. Raylı taşıtların boji şasesindeki kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerinin incelenmesi

    A study on the mechanical charecteristics of welded connections of bogie chassis for railcars

    MEHMET AKBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SALİM ASLANLAR

  2. Trenlerde kayma plakalarına uygulanan dolgu kaynağı uygulamalarının mekanik özelliklerinin incelenmesi

    The investigation of mechanical properties of sliding plates used in trains

    FARUK VAROL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SALİM ASLANLAR

  3. Multibody system dynamics modelling of electrical locomotives

    Elektriksel lokomotifin çoklu gövdeli dinamik benzeşimi

    HAYDAR ŞAHİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDÜLKERİM KAR

  4. Raylı taşıtların aktif süspansiyon kontrolü

    Active suspension control of railway vehicles

    ARDA GÜRSEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Makine Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURKAN YAĞIZ

  5. Dynamic modelling and stability of an electric locomotive

    Elektrikli lokomotifin dinamik modellenmesi ve stabilitesi

    BORA ACUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUGAN