Hızlı tren akslarının yorulma ömür sürelerinin dinamik analiz yöntemiyle belirlenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: UMUT KINIT

Danışman: Ferhat Dikmen

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışma, TCDD tarafından hizmete alınan Siemens Velaro D tipi bir hızlı tren içi boş tahrikli aksına, seyahat esnasında etkiyen dinamik kuvvetleri bulmak, bu aksların sürekli mukavemet açısından emniyetli olup olmadığını anlamak ve emniyetsiz çıkan kesitler için güvenli bir ömür süresi belirlemek için yapılmıştır. Dinamik analiz yapabilmek için 19 serbestlik dereceli bir araç modeli oluşturulmuş, Lagrange yöntemiyle modelin hareket denklemleri elde edilmiş, bu denklemlerden araca ait kütle, katılık ve sönüm matrisleri elde edilmiştir. Bulunan düşey ve eksenel yüklerin yardımıyla analiz yapılan araç için net aks kuvvetleri oranı (L/V) hız artışına bağlı olarak hesaplanmıştır.Sonuçlar grafik olarak çizdirilmiş ve eğrilerin bütün hız değerlerinde sınır değerin altında kaldığı ve American FRA (Federal Railroad Administration) ve German Railways deneysel değerlerinden elde edilen eğrilerle yakınsadığı görülmüştür. Çalışmanın ikinci safhasında, içi boş tahrikli aksın belirlenen herbir kesiti için hem klasik sürekli mukavemet hesabı ,hemde EN13104 standardının tavsiye ettiği değerler kullanılarak sürekli mukavemet hesapları yapılmıştır.Bu hesaplar yapılırken dinamik analiz sonucu bulduğumuz dinamik kuvvetler, aracın xv ağırlığının oluşturduğu statik yüke eklenmiştir. Sonuç olarak içi boş tahrikli aksın C ve E kesitlerinin sürekli mukavemet açısından emniyetsiz çıktığı görülmüştür. Çalışmanın son kısmında tüm hız değerlerinde sürekli mukavemet açısından emniyet katsayısı en düşük çıkan C kesiti için farklı yol şartlarında ömür hesapları teorik kabullerle orantı kurularak ve gerçek deney sonuçları kullanılarak yapılmış ve sonuçlar grafikler halinde sunulmuştur.Teorik kabullerle yapılan hesapta kötü yol koşullarında yüksek hızlarda % 97,5 güvenirlikli ömür süreleri 1, 5-2 yıla kadar düşerken, hızlı trenler için tavsiye edilen yol koşullarında ve mükemmel yol koşullarında ve yüksek hız değerlerinde bu sürelerin 20 -25 yıl arasında değiştiği görülmüştür. Deneysel sonuçlarla yapılan hesapta ise bu süreler yine %97,5 güvenirlik oranında 4 yıl ile 26 yıl arasında değişmektedir.Grafiklerin hepsi birden değerlendirildiğinde yol şartlarının ve araç hızının hızlı tren akslarının güvenli ömür süreleri üzerinde çok büyük tesirleri olduğu anlaşılmıştır.