Bir toplu tasarım aracının sonlu elemanlar yöntemi ile çarpışma analizi
The Cash analysis of a tramcar using finite element methods
- Tez No: 101021
- Danışmanlar: PROF.DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sonlu elemanlar yöntemi, Tramvay, Çarpışma, Finite element method, Tram, Collision
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
BİR TOPLU TAŞIM ARACININ SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE ÇARPIŞMA ANALİZİ ÖZET Bu çalışmada bir tramvay aracının çarpışma analizi Ansys 5.5.1 sonlu eleman yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Aracın 3 boyutlu bilgisayar modeli çarpışma analizinde kullanılmıştır. Çalışmanın amacı, bu tarz bir analizi normal boyutlarda gerçek yapmak hem çok zor hem de çok masraflı olduğundan dolayı çarpışma testlerine bir yaklaşım yapmaktır. Analiz sonuçlan zayıf parça veya gövde elemanlarının tespitinde faydalı olacaktır. Tramvay aracının gövdesi Ansys eleman kütüphanesinde bulunan kiriş elemanlar (BEAM 24) kullanılarak yapılmıştır. Bu eleman iki düğüm noktalıdır ve her düğüm noktasında altı serbestlik derecesine sahiptir. Dolayısıyla bir kiriş elemanın toplam oniki serbestlik derecesi vardır. Bunun yanında aracın üzerinde bulunan ekipmanlar (elektriksel ekipmanlar, klima sistemi, vs..) kütle elemanlarla (MASS 21) modellenmiştir. Bu elemanda sahip olduğu tek düğüm noktsında altı serbestlik derecesine sahiptir. Çalışmada aracın iç ve dış kaplamaları sonlu eleman modeline dahil edilmemiştir. Çarpışma analizini simüle etmek amacıyla aracın tümüne sabit bir ilk hız uygulanmış ve kuplaj bölgesindeki bazı düğüm noktalarına bir takım kısıtlamalar verilmiştir. Çarpışma süresi 0.4 saniye olarak alınmıştır. Çarpışma analizi orandan bağımsız plastisite kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Malzeme davranışı Ansys malzeme davranış seçenekleri arasından bilineer izotropik pekleşme kullanılarak modellenmiştir. Akma kriteri olarak Von Mises akma kriteri kullanılmıştır. Plastik birim uzama miktarını tesbit etmekte kullanılan plastik çarpan lokal bir Newton-Raphson iterasyon işlemiyle hesaplamaktadır. Yapılan plastik iş miktarı ve akma yüzeyinin ilerlemesi senkronize bir şekilde hesaplanmaktadır. Artan değerlerin hesaplandığı denklemler zamana bağımlı denklemlerdir ve matris formundaki zamana bağımlı denklemler otomatik zaman integrasyon metodu ile hesaplanırlar. Analiz sonuçları araç gövdesinin deformasyonlarmı, gerilme dağılımlarını ve toplam yerdeğiştirmesini vermektedir. Test sonuçlan kapı kirişleri ve aracın ön gövdesinin plastik deformasyonlar açısından kritik bölgeler olduğunu göstermetedir. Bu sonuçlar beklenen sonuçlardır ve analiz sonuçlanna göre kapı kirişleri kuvvetlendirilerek daha güvenli bir acil emniyet çıkışı sağlanmalıdır. Diğer yandan aracın kuplaj bölgesindeki kiriş yapı daha zayıf hale getirilerek lokal deformasyonlara izin vererek oluşacak şok kuvvetini emecek bir tarzda yapılmalıdır. ıx
Özet (Çeviri)
THE CRASH ANALYSIS OF A TRAMCAR USING FINITE ELEMENT METHODS SUMMARY In this thesis, the crash analysis of a tramcar vehicle is performed using Ansys 5.5.1 finite element analysis program. The 3-D model of the vehicle is used in order to do analysis. Since the traditional crash test of a tramcar vehicle is very expensive and very hard to do, thus this thesis is devoted to make an approach to crash test. The analysis results will be useful for determining the weak parts and components of the body. The frame of the tramcar is modeled by using the beam elements (BEAM 24) in the Ansys element library. The beam element has two nodes with six degrees of freedom (DOF). Therefore the total DOF of a beam element is twelve. Besides these the equipments of the vehicle (electrical components, air conditioner, etc..) are modeled by the use of mass elements (MASS 21), which also has six degrees of freedom in its single node. In this thesis the exterior and interior covering of vehicle is not included in the finite element model. In order to simulate the crash analysis, a constant speed is given to the vehicle and some constraints are applied on the nodes which belong to coupling region of the vehicle. The crash time is taken to be 0.4 second. The crash analysis is performed in the frame of the rate independent plasticity. The material behavior is modeled with bilinear isotropic hardening in the Ansys material behavior choices. The Von Mises yield criterion is used in the analysis. The plastic multiplier which determines the amount of plastic straining is calculated by a local Newton- Raphson iteration procedure. The plastic work and the increment of yield surface are calculated synchronously. The incremental equations are time dependent and the time dependent equations in the matrix form are solved by using automatic time integration method. The analysis results give the deformations, the stress distributions and the total displacements on the vehicle frame. The results show that the door beams and frontal part of the vehicle are critical for the aspect of plastic deformations. These are expected results and according to results the door beams can be strengthened to ensure a safe emergency exit. On the other hand, the structural parts at the coupling region can be weakened to allow the local buckling to absorb the shock.
Benzer Tezler
- İç mimaride form - mekan ilişkisi
Başlık çevirisi yok
B. BURAK KAPTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İç Mimari ve DekorasyonAnadolu Üniversitesiİç Mimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜRSOY BACAKSIZ
- Türkiye'de“Açık ev”uygulaması olanaklarının incelenmesi
Examination of open building application possibilitiesin Turkey
ZEYNEP ANDİÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYLA ATASOY
- Çok katlı toplu konut mimari tasarım sürecinde, yapım sistemlerine yönelik karar verme yöntemi
Decision making method about construction systems of the multi-floored mass housing architectural design process
M. SELİM DALAMAN
- Toplu iş sözleşmesi mali konularında karar modeli kullanımı -bilgisayar destekli bir uygulama denemesi-
Başlık çevirisi yok
ALİ GÜNEŞ
- Toplu konutlarda kullanıcı isteklerine sistematize eden bir tasarım rehberi
A Design quide for systematizing the residents demand in mass housing
KÜRŞAD ERATA