Raylı taşıtların dingillerinin dinamik analizi
Dynamic analysis of rail vehicle axles
- Tez No: 259819
- Danışmanlar: DOÇ. DR. RAHMİ GÜÇLÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2004
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SALİM ASLANLAR
- 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
2006
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİM ASLANLAR
- Multibody system dynamics modelling of electrical locomotives
Elektriksel lokomotifin çoklu gövdeli dinamik benzeşimi
HAYDAR ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKERİM KAR
- Raylı taşıtların aktif süspansiyon kontrolü
Active suspension control of railway vehicles
ARDA GÜRSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURKAN YAĞIZ
- Dynamic modelling and stability of an electric locomotive
Elektrikli lokomotifin dinamik modellenmesi ve stabilitesi
BORA ACUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN