KENT İÇİ RAYLI SİSTEM ARAÇLARININ TASARIM KRİTERLERİ, ÖRNEK BİR METRO TASARIMI, ARAÇ GÖVDESİNİN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİYLE AERODİNAMİK VE STATİK ANALİZİ

Abstract

ÖZET

Ulaşım günlük yaşamımızın en önemli ihtiyaçlarından biridir. Kentlerde artan nüfus yoğunluğuyla birlikte trafikteki araç sayıları da artmakta ve trafik sıkışıklıkları yoğun bir şekilde yaşanmaktadır. Ayrıca, oluşan emisyonlardan kaynaklanan hava kirliliği de çok önemli bir problem haline gelmektedir. Hat trafiğinde oluşan bu yoğunluğu gidermek için toplu taşıma araçlarının kullanımları oldukça önemlidir. Raylı sistem araçlarının kentlerde kullanımları; kent trafiğinden bağımsız bir hat üzerinde ilerlemesi, taşıma kapasitelerinin yüksek olması, pik saatlerde kapasitelerinin eklenebilen araçlarla artırılabilmesi, ekonomik olması ve çevreye zarar vermemeleri yönüyle öne çıkmaktadır.

Kentsel raylı araçlar içerisinde en fazla yolcu taşıma kapasitesine sahip olanı metrolardır. Özellikle büyük şehirlerdeki aşırı yoğun nüfus için en uygun toplu ulaşım aracıdır. Yolcu seyahat alanları, yolcu yoğunluğuna karşı özel olarak tasarlanmıştır. Yolculara kolay iniş ve biniş imkanı sunar. Metrolar çoğunlukla yer altı tünellerinde çalışırlar. Tam sinyalli ve tam korumalı olduklarından oldukça güvenlidir.

Bu çalışmada kent içi raylı sistem araçlarının karakteristik özelliklerine değinilmiş ve bu araçların tasarım kriterleri hakkında araştırmalar yapılmıştır. Elde edilen literatür araştırmaları verileri ve uluslararası standartlar çerçevesinde, bilgisayar ortamında örnek bir metro tasarımı yapılmıştır. Başlangıçta üç farklı ölçüde tren ön kafa modeli tasarlanarak aerodinamik açıdan bu üç modelin analizleri yapılmıştır. CFD analiz sonuçlarına göre en uygun model tespit edilerek bu modele uygun araç gövdesi tasarımı yapılmıştır. TS EN 12663 standardında belirtilen koşullara göre araç gövdesinin statik-mukavemet analizleri gerçekleştirilmiştir. Araç gövde şasisinde SUS304 paslanmaz çeliği kullanılmıştır. Analiz sonucunda oluşan deformasyondan kaynaklanan maksimum yer değiştirme miktarları ve Von Mises gerilmeleri tespit edilmiştir.

Sonuç olarak, tasarımı yapılan metro aracında hem aerodinamik analizlerin hem de statik-mukavemet analizlerinin sonuçları değerlendirilmiştir.