Rollover crashworthiness of a multipurpose coach
Çok amaçlı bir otobüsün devrilme güvenliğinin incelenmesi
- Tez No: 389275
- Danışmanlar: DR. SÜREYYA ERGÜN BOZDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 223
Özet
Otobüs sayının artmasıyla, yolcuların ve otobüs personelinin güvenliğinin önemi daha da anlaşılmıştır. Otobüs kazalarının büyük çoğunluğu; devrilme, çukura veya şarampole yuvarlanma kazalarıdır. Devrilme kazaları sonucunda otobüs gövdesindeki aşırı deformasyon da yaralanmalara sebep olmaktadır. Deforme olan parçalar ile yolcu vücudu arasında darbe nedeniyle oluşan yüksek temas kuvvetleri ciddi yaralanmalara sebep olmaktadır. Otobüs gövdesinin yaşam hacmine girişimini minimize ederek bu tarz yaralanmalar azaltılabilinir. Araştırmalar göstermektedir ki, devrilme sırasında yaşam hacmine bir girişim yaşanmadığında, otobüs devrilme kazalarında görülen ağır yaralanma ve ölüm oranlarında önemli bir düşüş tespit edilmiştir. Otobüsün devrilmesi sırasında, otobüs yolcuları otomobil yolcularına kıyasla daha geniş bir dönme merkezinden devrildikleri için daha yüksek bir enerjiye maruz kalırlar. Bu nedenle, ECE 66-02 regülasyonu devrilme kazalarındaki katostrofik/feci sonuçları önleyecek ve otobüs yolcularının güvenliği sağlayacak yaptırımları içerir. ECE 66-02 regülasyonunda, bir otobüsün devrilme güvenliğini değerlendirmek için bir temel ve dört muadil metot tanımlanmıştır. Temel metotta, bütün bir araç gerçek şartlarda devrilme testine maruz bırakılır. Muadil metotlardan biri ise devrilme testini bilgisayar simülasyonu ile yapmaktır. ECE 66-02 regülasyonu, uygulanabilir testlerle sonlu elemanlar modelinin doğrulanması şartıyla, bilgisayar destekli mekanik hesaplamalarını otobüslerin güvenlik değerlendirmesinde kullanılmasını kabul eder. Araştırmalar gösteriyor ki; sonlu elemanlar yöntemini kullanan programlar kullanılarak simüle edilen otobüs devrilme analiz sonuçları ile gerçek devrilme test sonuçları arasında iyi bir uyuşum olduğu görülmüştür. Otobüs devrilme kazaları, önden ve yandan çarpma kazalarına nazaran diğer kaza türlerine göre en önemli kaza tipidir. Geçen yıllar göstermiş ki, devrilme kazası ile deforme olan otobüs gövdesi yolcuların hayatını büyük ölçüde tehdit etmiştir. Bu nedenle, otobüs üreticileri için otobüslerin devrilme dayanımı çok önemli bir güvenlik maddesi haline gelmiştir. Avrupa ülkelerinde, otobüslerin devrilme durumundaki deformasyon dayanımını sağlamaları ECE 66-02 regülasyonu ile zorunlu hale getirilmiştir. Regülasyonun belirttiği üzere, sertifikasyon hem araç bazında gerçek bir devrilme testiyle hem de ileri nümerik metotlara dayanan hesaplama teknikleri ile alınabilir (örn., doğrusal olmayan eksplisit dinamik sonlu elemanlar yöntemi). Testin veya bilgisayar analizlerinin sonunda eğilme deformasyonunu miktarını inceleyen mühendisler, regülasyonda tanımlanan yaşam hacmine herhangi bir girişim olmaması ile ilgilenir. Devrilme simülasyonu, gerek otobüs gövdesinin devrilme platformundan devrilmesini, gerekse otobüs gövdesinin yere çarpmasını inceler. ECE 66-02 regülasyonu gereğince, yolcuların yaşam hacmi otobüsün gövdesine göre tanımlanmıştır ve bu bölgeye devrilme kazası sırasında herhangi bir girişim olmamalıdır. Bu regülasyon, yaşam hacmine girişimleri engellemek için otobüs gövdesinin yeterli dayanıma sahip olmasını sağlamaktadır. Yolcularının ve bagajların ağırlığının devrilme enerjisine etkisi ayrıca incelemelidir. Bir otobüsün araştırma geliştirme (ARGE) sürecinde, bütün bir araca gerçek devrilme testi uygulamak yüksek maliyeti ve oldukça zaman alan süreci nedeniyle oldukça zahmetlidir. Gerçek testlerin yüksek maliyeti ve test sırasında veri toplama zorlukları nedeniyle, analitik veya bilgisayar destekli hesaplama metotlarına olan ilgi arttırmıştır. Bilgisayar destekli simülasyon teknolojisinin avantajları, başlangıç tasarım safhasında bile mühendislere otobüs yapının devrilme güvenliğinin hızlıca belirlenmesine olanak sağlar. Eğer doğru yapılırsa, simülasyon tabanlı devrilme analizi gerçek devrilme testlerinin yerine geçebilmektedir. Bilgisayar simülasyonlarının gelişmesi ile birlikte, sonlu elemanlar metodu kullanılarak doğrulanmış araç modelleri ile aracın çarpışma karakteristiğinin ve çarpışma sırasında yolcuların güvenliğinin analizi yapılabilinir. Simülasyon tabanlı devrilme analizi korelasyonu için gerekli olan bilgisayar destekli katı mekaniği modellerinin validasyon çalışması; sonlu elemanlar yöntemiyle oluşturulan matematik modellerin yapılacak fiili testler ile doğruluğunu karşılaştırmak ve yapılan varsayımları teyit etmek amacıyla yapılacaktır. Bu çalışma ile elde edilecek bilgi birikimi araç seviyesindeki devrilme analizi modeline aktarılacak olması tez çalışmasının ARGE niteliklerinden biridir. Bu tez çalışmasında, otobüs gövdesinin devrilme analizinde zaman integrasyonu, yüksek deformasyonlar, lokal burkulmalar ve plastik deformasyonlar nedeniyle doğrusal olmayan eksplisit dinamik sonlu elemanlar çözücü kodu olarak RADIOSS programı kullanılacaktır. Devrilme analizinde kullanılacak olan sonlu elemanlar modeli HyperMesh ve HyperCrash programları kullanılarak oluşturulacaktır. Devrilme analizinin sonuçları ve regülasyona göre araç dayanımın değerlendirilmesi HyperView programı kullanılarak yapılacaktır.
Özet (Çeviri)
Buses are widely used mode of transport in worldwide. With growth in economy, the numbers of buses have increased tremendously both in rural and urban areas. With increased number of buses, the issue of safety of passengers and the crew assumes special importance. A large number of bus accidents involve rollovers and falling into ditches or downhill sides. Bus rollover is one of the most serious types of accident as compared to other modes of bus accidents. In the past years, it was observed after the accidents that the deforming body structure seriously threatens the lives of the passengers and thus, the rollover strength has become an important issue for bus and coach manufacturers. In the European countries, the certification of sufficient deformation strength when overturning is compulsory for the approval of a coach according to the ECE 66-02 regulation. According to the said regulation, the certification can be gained either by full-scale vehicle testing, or by calculation techniques based on advanced numerical methods (i.e. non-linear explicit dynamic finite element analysis). The quantity of interest at the end is the bending deformation enabling engineers to investigate whether there is any intrusion in the passenger survival space (residual space) along the entire vehicle. The simulation specifies either overturning of the vehicle structure from tilting platform or the impact of a plate on the coach structure as it would correspond to the crash of the structure when falling onto the ground. According to the ECE 66-02 regulation, a passenger's survival space is defined in the coach model to check whether there is any intrusion into the survival space during the rollover. This ensures that the coach structure has sufficient strength to avoid intrusions into the survival space. The effect of passenger and luggage weights on energy absorbed by the coach structure during rollover will be also discussed. Rollover test on a complete vehicle is the basic testing method, the expensive cost and time-consuming nature make it difficult to be implemented during the process of product research and development (R&D). The high cost of real tests and difficulties in collecting data has resulted in an increasing interest in the analytical and computational methods of evaluation. The advancement of computer simulation technology enables the quick assessment of coach rollover crashworthiness even at the initial design phase. Simulation-based rollover analysis can assist, even replace the experimental testing, if properly performed. With the advancement in computer simulations, full finite element validated vehicle models are being analyzed crashworthiness characteristic and occupant safety of vehicle. In this thesis, the rollover analysis of the coach structure will be performed nonlinear explicit dynamic FEM code RADIOSS software as a solver because of the time integration, large displacements, local bucklings and plastic deformations. FE model of the rollover analysis will be generated with HyperMesh and HyperCrash pre-processor softwares. The results of the explicit dynamic rollover analysis results and the strength of the vehicle will be assessed with respect to the requirements of the official regulation with using HyperView post-processor software.
Benzer Tezler
- Şehirler arası bir otobüs modelinin devrilme dayanımının iyileştirilmesi
Optimising the rollover crashworthiness of a coach
HASAN GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA TURGUT ÖZAKTAŞ
DR. KUBİLAY YAY
- Explicit dynamic analysis of vehicle roll-over crashworthiness using ls-dyna
Taşıtların devrilme çarpmasının ls-dyna kullanılarak eksplisit dinamik analizi
KADİR ELİTOK
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. EROL ŞENOCAK
- Yolcu güvenliğini güvence altına alan E.C.E regülasyonuna göre otobüs gövde analizi
Bus superstructure analysis according to the E.C.E regulation securing passenger safety
FATİH HAN AVCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK
- Hibrit kompozit gövde profilli otobüsün ECE R66-02 yönetmeliğine uygun devrilme analizi
Hybrid-composite bus superstructure analysis according to the ECE R66-02 regulation
SÜHA ÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Computer simulation of rollover test of a category M3 vehicle superstructure using dynamic analysis software according to UNECE regulation no 66.02
UNECE R66.02 regülasyonuna göre dinamik analiz yazılımını kullanarak yapılan M3 kategori araç üst yapısının devrilme testinin bilgisayar simülasyonu
DENİZ GÖYDENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Otomotiv MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN SERİN