Theses supervised by Prof. Dr. Rahmi Güçlü
16 theses · Yıldız Technical University
Üretim sahasında gürültü kontrolü
Üretim sahasında mevcut olan makinelerin oluşturduğu gürültü, çalışanlar için önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Üretim sahasında oluşan gürültünün azaltılması, kontrol edilmesi ve çalışanlar için zararlı olmaktan çıkarılması için çeşitli kontrol yöntemleri bulunmaktadır. Gürültünün kaynakta, yayılma ortamında ve en son olarak alıcıda kontrol altına alınması en önemli gürültü kontrol adımlarıdır. Gürültünün üretimde bulunan çalışanlar üzerindeki etkilerinden, sınır değerlerinden ve ilgili yönetmelik ve standartlardaki bilgilerden yararlanılmıştır. Üretim sahasında karşılaştığımız ekipmanların gürültü seviyeleri ve çalışanların kişisel maruziyetleri değerlendirildikten sonra gürültünün hangi yöntemler ile kontrol edilebileceği örnekler ile gösterilmiştir. Risk değerlendirmesi, üretim sahası yerleşimi, maruziyetin önlenmesi, kişisel koruyucu donanım kulak koruyucular, sessiz makine seçimi, işitme kaybı ve sağlık muayeneleri ile gürültü kontrolü için önem teşkil etmektedir. Bu tez çalışmasında üç farklı fabrika gürültü açısından incelenmiş, gürültü kaynakları belirlenmiş, ortam ve kişisel maruziyet ölçümleri yapılmış ve gürültüden korunmak için çeşitli uygulamalar yapılmıştır.
Doğrusal matris eşitsizlikleri tabanlı Hsonsuz denetleyici ile yapısal sistemlerin titreşimlerinin aktif kontrolü
Bu Yüksek Lisans Tezinde, depremler tarafından tetiklenen altı serbestlik dereceli bir yapının aktif titreşim kontrolünü ele almaktadır. Aktif titreşim kontrolü probleminin çözümü için arzu edilen zaman ve frekans cevaplarının elde edilmesinde doğrusal matris eşitsizlikleri (DME) tabanlı çıkış-geri beslemeli dinamik H? denetleyici ve durum-geri beslemeli H? denetleyici tasarlanmıştır. El-Centro, Kobe ve Kocaeli depremlerinin zaman alanındaki yer hareketleri modellenen yapıya bozucu girişler olarak uygulanmıştır. Çalışmanın sonunda, kat yerdeğiştirme ve ivmelerinin zaman cevapları; tüm katların tepeden tepeye yerdeğiştirme ve ivmelerinin zaman cevapları; denetleyici kuvvetinin değişimi ve frekans cevapları kontrol edilen ve kontrol edilmeyen durumlar için sunulmuştur ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Tasarlanan iki çeşit kontrolcü yapısının performansı, El-Centro, Kobe ve Kocaeli depremlerinin yer hareketleri kullanılarak çeşitli yüklemeler ve bozucu girişler için gösterilmektedir.
Lomber omurgada ani dönme merkezi ve değişiminin biyomekanik etkileri
Bel ağrısı, soğuk algınlığından sonra en sık karşılaşılan rahatsızlıktır ve dünya nüfusunun %80'inin hayatlarının belirli bir döneminde bel ağrısından şikayetçi olduğu belirlenmiştir. Sağlık açısından öneminin yanı sıra, bel ağrısının iş gücü ve ekonomik açıdan etkisi yadsınamaz büyüklükte kayıplara yol açmaktadır. Bu nedenle, omurganın kompleks hareketinin ve çeşitli bozukluklarla ortaya çıkacak değişimlerinin anlaşılması cerrahi ve önleyici tedavi için büyük önem taşımaktadır.Ani dönme merkezi, omurga hareketinin kalitesini belirleyen en önemli karakteristiklerden biridir. Ani dönme merkezinin spinal rahatsızlıkların teşhisi için kullanılması çok uzun süredir araştırmacılar tarafından incelense de disk dejenerasyonu ve ligaman hasarı sonrası ani dönme merkezindeki değişimleri inceleyen ayrıntılı çalışmalar literatürde mevcut bulunmamaktadır.Bu çalışmada, L4-5 omurga ünitesinin sonlu elemanlar modeli, bilgisayarlı tomografi görüntülerinden tersine modelleme yapılarak kurulmuştur. Çeşitli spinal yapıların malzeme özellikleri literatürden alınmıştır. Omurga ünitesinin hareket miktarı sonuçları önceki çalışmalarla karşılaştırılarak model doğrulanmıştır. Kurulan modelin disk yüksekliği ve malzeme özellikleri değiştirilerek hafif ve orta seviye disk dejenerasyonu simule edilmiştir. Simule edilen disk dejenerasyonu sonucu ani dönme merkezinin, hareket miktarının, faset yükleri ve maksimum anulus gerilmelerinin değişimi incelenmiştir. Bir sonraki aşamada ligamanlar sırayla modelden çıkarılarak, ligaman hasarı simule edilmiş ve bu hasar sonucu ani dönme merkezinin, hareket miktarının, faset yükleri ve maksimum anulus gerilmelerinin değişimi incelenmiştir. Bu incelemelerin sonuçları literatürde bulunan benzer çalışmalarla birlikte değerlendirilerek tartışılmıştır.Çalışmanın sonucunda, diğer etkilerden izole bir şekilde simule edilen hafif ve orta seviye disk dejenerasyonunun, ani dönme merkezi üzerindeki etkisinin kısıtlı olduğu görülmüştür. Bu da göstermektedir ki spinal hareketteki değişiklikler ancak dejenerasyon prosesinin belirli bir aşamasından sonra klinik olarak teşhis edilebilir duruma gelebilir. Bir sonraki aşamadaki gerçekleştirilen inceleme sonucunda, omurga hareketinin niteliğindeki değişim (ani dönme merkezi) ile niceliğindeki değişimin (hareket miktarı) tespiti ve birlikte değerlendirilmesinin; ünitedeki hasarın tipi, ligamanların durumu ve ünitenin yük transferi hakkında daha doğru bilgilerin tespiti açısından önemli olabileceği görülmüştür.
Hafif raylı sistemlerin titreşimleri ve kontrolü
Bu doktora tezinde temel olarak, temas dinamiğinin doğal bir sonucu olarak tekerlek-ray geometrisi nedeniyle bozucu etkiden bağımsız bir şekilde düz yolda ortaya çıkan yanal ve yalpa hareketlerinin birlikte görüldüğü ?hunting? salınımları üzerinde durulmuştur. Hunting hareketi, tekerlek ve rayda aşınma problemini azaltmasına karşın yüksek hızlara çıkıldığında genlikleri artarak flanş tırmanmalarına ve sonra aracın raydan çıkmasına neden olmaktadır. Bu durum, raylı sistemlere ait yolda ya da raylarda herhangi bir bozukluk olmasa bile sistemi kararsızlığa götürerek düz ve düzgün bir yolda raylı taşıt hızını sınırlandırmaktadır. Hunting hareketi sonucu sistemin kararsızlığa gitmesi tüm raylı sistemlerde olduğu gibi hafif metro araçlarında da önemli bir problemdir. İstanbul gibi büyük şehirlerde istasyonlar arası mesafelerin artması ve yolcu taşıma kapasitesinin arttırılmak istenmesi nedeniyle hafif metro sistemlerinde işletme hızlarının yükseltilmesi temel bir ihtiyaçtır. Bu kapsamda, İstanbul ulaşımında kullanılan yerli imalat bir hafif metro aracı ele alınarak, temelde hunting salınımlarını inceleyen çeşitli analizler yapılmıştır. Doktora tezinde öncelikle tekerlek ? ray etkileşimi, oluşturulan tek tekerlek seti modelinde ortaya konularak doğrusallaştırılmıştır. Daha sonra, yanal salınımların ele alındığı hafif metro aracı modelleri oluşturulmuştur. Bu modeller Matlab yazılımında yalnızca yanal salınımları ele alan 27 serbestlik dereceli olarak, Simpack yazılımında ise tüm hareketlerin ele alındığı 54 serbestlik dereceli olarak kurulmuştur. İki ayrı yazılımda oluşturulan modeller üzerinde gerçekleştirilen modal analizler ile elde edilen doğal frekanslar karşılaştırılarak sunulmuştur. Aynı şekilde, zaman alanında yanal bir bozucu giriş altında yer değiştirme ve ivme cevapları elde edilmiştir. Bununla birlikte, iki ayrı yazılımla elde edilen frekans cevapları da karşılaştırılarak kontrol edilmiştir. Böylece, kurulan modellerin doğruluğundan emin olunmuştur. Bu aşamadan sonra, Matlab modelleri kullanılarak hafif metro aracına ait kararlılık analizleri yardımıyla kritik hızlar tespit edilmiştir. Hafif metro aracı kritik hızını etkileyecek parametreler olan eşdeğer koniklik (lamda), tekerlek yarıçapı (r0), birincil ve ikincil süspansiyon katılıklarının değişimine göre kritik hızın nasıl etkilendiği incelenmiştir. Daha sonra, buradan yola çıkarak birincil ve ikincil süspansiyon katılıklarının Matlab Genetik Algoritma aracı kullanılarak optimizasyonuna gidilmiştir. Yapılan optimizasyon ile elde edilen iyileştirme, zaman ve frekans alanında yapılan analiz sonuçları ile ortaya konulmuştur. Ayrıca, daha önce literatürde rastlanmamış bir yöntem olarak, raylı taşıt hızının sistem frekans cevapları ile ilişkisine bakılarak kritik hız tespit edilmiştir. Daha sonra, kritik hızın arttırılması için tekerlek setleri ile bojiler arasına yerleştirilen eyleyiciler vasıtasıyla tekerlek setlerine ait yanal ve yalpa hareketleri kontrol edilmiştir. Kontrol algoritması olarak, durum geri beslemeli optimal kontrol algoritması olan LQR (Doğrusal Karesel Uyarlayıcı) kullanılmıştır. Mevcut ve optimum katılıklara sahip süspansiyonların kullanıldığı kontrolörsüz ve LQR kontrolörlü sistem cevapları ayrı ayrı incelenerek sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Yapılan kontrol uygulaması ile hunting salınımları çok yüksek hızları garanti edecek şekilde bastırılarak kontrol edilmiştir. Tezde tüm analizler, hafif metro aracının yüksüz ve tam yüklü durumları için ayrı ayrı yapılmıştır. Böylece, hafif metro aracına ait kütle ve atalet değerlerinin değişimine rağmen yapılan iyileştirmelerin korunduğu gösterilmiştir. Ayrıca tezde, 6 serbestlik dereceli olarak modellenen hafif metro aracına ait düşey titreşimlerinin aktif kontrolü için, klasik PID tipli Bulanık kontrolör ile parametre uyarlamalı PID tipli Bulanık kontrolör tasarlanarak performansları karşılaştırılmıştır. Titreşimlerin aktif kontrolü için, Bulanık PI ve Bulanık PD kontrolörlerin birleştirilmesiyle elde edilen Bulanık PID kontrolör, dayanıklı yapısı ve üstün performansı nedeniyle tercih edilmiştir. Daha sonra, parametre uyarlamalı PID tipli Bulanık bir kontrolör tasarlanarak ölçekleme çarpanlarının çevrimiçi ayarlanmasıyla kontrolörün performansı arttırılmıştır. Sonuç olarak bu tezde, İstanbul ulaşımında kullanılan yerli imalat bir hafif metro aracının titreşim analizleri gerçekleştirilmiş, hunting salınımları bakımından kararlılığı incelenerek kritik hızı tespit edilmiştir. Daha sonra, yapılan optimizasyon ve kontrol uygulaması ile emniyetli bir seyehat için aracın yanal kararlılığı arttırılarak kritik hızı yükseltilmiştir. Ayrıca, düşey titreşimler de kontrol edilerek yolcu konforu artırılmıştır.
Taşıt titreşimlerinin mr sönümleyici ile yarı aktif bulanık kontrolü
Araçlarda yoldan kaynaklanan pürüzlülükler, titreşimlere sebep olmaktadır. Bu da seyir konforu ve insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu olumsuz etkileri ortadan kaldırmak amacıyla, araçlarda süspansiyon sistemleri kullanılmaktadır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte insanlarda konfor beklentileri de artmıştır. Bu yüzden süspansiyon sistemlerini geliştirmek, konforu artırmak için yapılan çalışmalar da hızla devam etmektedir. Titreşimleri azaltmak için pasif, aktif, yarı aktif süspansiyon sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemlerden titreşim sönümleme açısından en etkili olanı aktif süspansiyondur. Fakat yarı aktif süspansiyon, aktif süspansiyona yakın performans sergilemesi ve düşük enerji tüketimi gibi avantajlarından dolayı tercih edilmektedir. Bu çalışmada araç, yedi serbestlik dereceli tam taşıt olarak modellenmiş ve yarı aktif kontrol için MR (Manyetoreolojik) sönümleyici kullanılmıştır. MR sönümleyiciyi modellemek için geliştirilmiş bouc wen modeli kullanılmıştır. Sistem önce pasif olarak modellenmiş daha sonra pasif sönümleyiciler yerine MR sönümleyiciler kullanılarak sistem modellenmiştir. MR sönümleyici kontrolsüz hali ile pasif sistem karşılaştırılmış ve emniyet açısından uygun olduğu gösterilmiştir. Daha sonra MR sönümleyici ile modellenen sistemin kontrolü, önce bulanık mantıklı kontrolör daha sonra ise öz uyarlamalı bulanık mantıklı kontrolör tarafından gerçekleştirilmiştir. Modelleme ve simülasyon çalışmaları, MATLAB-Simulink programı yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Simülasyon çalışmaları ile elde edilen sonuçlar, yarı aktif kontrolün taşıt titreşimlerinin azaltılmasındaki performansını ortaya koymuştur. Ayrıca, kontrol yöntemleri arasında bir karşılaştırma ve değerlendirme de yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Taşıt titreşimleri, MR sönümleyici, Yarı aktif kontrol, Bulanık mantıklı kontrol, Öz uyarlamalı bulanık mantıklı kontrol
Taşıt titreşimlerinin mr sönümleyici ile yarı aktif bulanık kontrolü
Araçlarda yoldan kaynaklanan pürüzlülükler, titreşimlere sebep olmaktadır. Bu da seyir konforu ve insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu olumsuz etkileri ortadan kaldırmak amacıyla, araçlarda süspansiyon sistemleri kullanılmaktadır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte insanlarda konfor beklentileri de artmıştır. Bu yüzden süspansiyon sistemlerini geliştirmek, konforu artırmak için yapılan çalışmalar da hızla devam etmektedir. Titreşimleri azaltmak için pasif, aktif, yarı aktif süspansiyon sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemlerden titreşim sönümleme açısından en etkili olanı aktif süspansiyondur. Fakat yarı aktif süspansiyon, aktif süspansiyona yakın performans sergilemesi ve düşük enerji tüketimi gibi avantajlarından dolayı tercih edilmektedir. Bu çalışmada araç, yedi serbestlik dereceli tam taşıt olarak modellenmiş ve yarı aktif kontrol için MR (Manyetoreolojik) sönümleyici kullanılmıştır. MR sönümleyiciyi modellemek için geliştirilmiş bouc wen modeli kullanılmıştır. Sistem önce pasif olarak modellenmiş daha sonra pasif sönümleyiciler yerine MR sönümleyiciler kullanılarak sistem modellenmiştir. MR sönümleyici kontrolsüz hali ile pasif sistem karşılaştırılmış ve emniyet açısından uygun olduğu gösterilmiştir. Daha sonra MR sönümleyici ile modellenen sistemin kontrolü, önce bulanık mantıklı kontrolör daha sonra ise öz uyarlamalı bulanık mantıklı kontrolör tarafından gerçekleştirilmiştir. Modelleme ve simülasyon çalışmaları, MATLAB-Simulink programı yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Simülasyon çalışmaları ile elde edilen sonuçlar, yarı aktif kontrolün taşıt titreşimlerinin azaltılmasındaki performansını ortaya koymuştur. Ayrıca, kontrol yöntemleri arasında bir karşılaştırma ve değerlendirme de yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Taşıt titreşimleri, MR sönümleyici, Yarı aktif kontrol, Bulanık mantıklı kontrol, Öz uyarlamalı bulanık mantıklı kontrol
Raylı sistemlerde tekerlek-ray arasındaki aşınma
Aşınma, raylı sistem sektöründe cevabı aranan en önemli mühendislik problemlerinden biridir. Birçok ekipman ya da sistem bundan direkt etkilenmektedir. Özellikle araç tekerleği ile rayda meydan gelen aşınmalar bu anlamda dikkat çekicidir. Araç dinamiğini ve güvenliğini etkilemesi, bakım maliyetlerini artırması nedeniyle üreticiler ve işletmeciler tarafından uzun süredir çözülmek istenen ve ancak son zamanlarda üzerinde çalışabilen temel bir problemdir. Ray-tekerlek arasındaki ilişkinin non-lineer olması ve aşınmanın bu ilişkiye bağlı olması, çok uzun sürelerde gözlenebilmesi, aşınma sorununun zorluğunu göstermektedir. Günümüzde bilgisayar destekli programların etkin olarak kullanılabilmesi ile bu zorluk bir derece azalmış olsa da tamamen ortadan kalkmış değildir. Bundan dolayı aşınma üzerine yapılan çalışmalar pratik mühendislik çalışmasına dönüştürülememektedir. Bugün gelinen noktada, dünyada bu konuda yapılan birçok çalışmada işe yarayabilecek çok fazla data elde edilmiş ve problemin pratikliğe dökülmesine yönelik biraz daha yaklaşılmıştır. Lakin ülkemizde ise bugüne kadar bu konuda yapılan herhangi bir çalışma ile karşılaşılmamıştır. Raylı sistemlerin ülkemizde artan payı ve önemini dikkate alırsak aşınma konusunda böyle bir çalışmaya ihtiyaç vardır diyebiliriz. Bu tez kapsamında ilk olarak aşınma konusunda literatürde yapılan çalışmalara bakılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, çeşitli yöntemler arasından yüksek lisans çalışması kapsamında uygun gözüken, bilgisayar destekli aşınma tahmininin çalışılmasına karar verilmiştir. Bunun için ilk olarak İstanbul Ulaşım AŞ'ye ait bir tramvay hattı seçilmiş ve hatta ait bilgiler toplanmıştır. Daha sonra bu bilgiler ışığında temas mekaniği üzerine dinamik analiz yapılmış ve çıkan sonuçlar değerlendirilerek aşınma ortaya konmuştur. Son olarak ise bulunan aşınma değerleri tekerlek profiline işlenmiş, tekerlek profilinin değişimi gözlenmiş ve gerçek durumla bir karşılaştırma yapılarak değerlendirilmiştir.
Raylı sistemlerde tekerlek-ray arasındaki aşınma
Aşınma, raylı sistem sektöründe cevabı aranan en önemli mühendislik problemlerinden biridir. Birçok ekipman ya da sistem bundan direkt etkilenmektedir. Özellikle araç tekerleği ile rayda meydan gelen aşınmalar bu anlamda dikkat çekicidir. Araç dinamiğini ve güvenliğini etkilemesi, bakım maliyetlerini artırması nedeniyle üreticiler ve işletmeciler tarafından uzun süredir çözülmek istenen ve ancak son zamanlarda üzerinde çalışabilen temel bir problemdir. Ray-tekerlek arasındaki ilişkinin non-lineer olması ve aşınmanın bu ilişkiye bağlı olması, çok uzun sürelerde gözlenebilmesi, aşınma sorununun zorluğunu göstermektedir. Günümüzde bilgisayar destekli programların etkin olarak kullanılabilmesi ile bu zorluk bir derece azalmış olsa da tamamen ortadan kalkmış değildir. Bundan dolayı aşınma üzerine yapılan çalışmalar pratik mühendislik çalışmasına dönüştürülememektedir. Bugün gelinen noktada, dünyada bu konuda yapılan birçok çalışmada işe yarayabilecek çok fazla data elde edilmiş ve problemin pratikliğe dökülmesine yönelik biraz daha yaklaşılmıştır. Lakin ülkemizde ise bugüne kadar bu konuda yapılan herhangi bir çalışma ile karşılaşılmamıştır. Raylı sistemlerin ülkemizde artan payı ve önemini dikkate alırsak aşınma konusunda böyle bir çalışmaya ihtiyaç vardır diyebiliriz. Bu tez kapsamında ilk olarak aşınma konusunda literatürde yapılan çalışmalara bakılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, çeşitli yöntemler arasından yüksek lisans çalışması kapsamında uygun gözüken, bilgisayar destekli aşınma tahmininin çalışılmasına karar verilmiştir. Bunun için ilk olarak İstanbul Ulaşım AŞ'ye ait bir tramvay hattı seçilmiş ve hatta ait bilgiler toplanmıştır. Daha sonra bu bilgiler ışığında temas mekaniği üzerine dinamik analiz yapılmış ve çıkan sonuçlar değerlendirilerek aşınma ortaya konmuştur. Son olarak ise bulunan aşınma değerleri tekerlek profiline işlenmiş, tekerlek profilinin değişimi gözlenmiş ve gerçek durumla bir karşılaştırma yapılarak değerlendirilmiştir.
Raylı sistemlerde tekerlek-ray arasındaki aşınma
Aşınma, raylı sistem sektöründe cevabı aranan en önemli mühendislik problemlerinden biridir. Birçok ekipman ya da sistem bundan direkt etkilenmektedir. Özellikle araç tekerleği ile rayda meydan gelen aşınmalar bu anlamda dikkat çekicidir. Araç dinamiğini ve güvenliğini etkilemesi, bakım maliyetlerini artırması nedeniyle üreticiler ve işletmeciler tarafından uzun süredir çözülmek istenen ve ancak son zamanlarda üzerinde çalışabilen temel bir problemdir. Ray-tekerlek arasındaki ilişkinin non-lineer olması ve aşınmanın bu ilişkiye bağlı olması, çok uzun sürelerde gözlenebilmesi, aşınma sorununun zorluğunu göstermektedir. Günümüzde bilgisayar destekli programların etkin olarak kullanılabilmesi ile bu zorluk bir derece azalmış olsa da tamamen ortadan kalkmış değildir. Bundan dolayı aşınma üzerine yapılan çalışmalar pratik mühendislik çalışmasına dönüştürülememektedir. Bugün gelinen noktada, dünyada bu konuda yapılan birçok çalışmada işe yarayabilecek çok fazla data elde edilmiş ve problemin pratikliğe dökülmesine yönelik biraz daha yaklaşılmıştır. Lakin ülkemizde ise bugüne kadar bu konuda yapılan herhangi bir çalışma ile karşılaşılmamıştır. Raylı sistemlerin ülkemizde artan payı ve önemini dikkate alırsak aşınma konusunda böyle bir çalışmaya ihtiyaç vardır diyebiliriz. Bu tez kapsamında ilk olarak aşınma konusunda literatürde yapılan çalışmalara bakılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, çeşitli yöntemler arasından yüksek lisans çalışması kapsamında uygun gözüken, bilgisayar destekli aşınma tahmininin çalışılmasına karar verilmiştir. Bunun için ilk olarak İstanbul Ulaşım AŞ'ye ait bir tramvay hattı seçilmiş ve hatta ait bilgiler toplanmıştır. Daha sonra bu bilgiler ışığında temas mekaniği üzerine dinamik analiz yapılmış ve çıkan sonuçlar değerlendirilerek aşınma ortaya konmuştur. Son olarak ise bulunan aşınma değerleri tekerlek profiline işlenmiş, tekerlek profilinin değişimi gözlenmiş ve gerçek durumla bir karşılaştırma yapılarak değerlendirilmiştir.
Y32 bojisinin farklı vagon ağırlıklarına adaptasyonu
Ulaşım araçları içerisinde konfor, verimlilik ve güvenlik açısından karşılaştırma yapıldığında hiç şüphesiz raylı taşıtlar öne çıkmaktadır. Artan nüfus ile birlikte ulaşım ihtiyaçları göz önüne alındığında şehir içi toplu taşıma hizmetleri, banliyö taşıma hizmetleri ve şehirlerarası yolcu taşıma sistemleri de geliştirilmelidir. Yolcu taşımacılığında giderek artan konfor beklentisini karşılamak için yataklı, restoranlı, kompartımanlı yolcu vagonu gibi çeşitli yolcu vagonları tasarlanmaktadır. Seyahat konforu sağlayan bu çeşitli yolcu vagonları beraberinde farklı ağırlıklardaki yolcu vagonlarının oluşmasına neden olmuştur. Yolcu talepleri doğrultusunda yapılan tasarım değişiklikleri doğrultusunda yolcu vagonları içerisine gelişmiş klima sistemleri, vakum tuvalet sistemleri, banyo tesisatları gibi birçok öğe dâhil edilmiştir dolayısıyla vagon ağırlıklarında artış meydana gelmiştir. Yolcu vagonları temelde ana gövde olan vagon şasisi ve taşıma sistemi olan bojilerden oluşmaktadır. Bojiler, yolcu vagonunun hareketli olan aksamları, fren sistemi, süspansiyon sistemi gibi hayati parçalarının bulunduğu kısımdır. Bojilerin tasarımlarını yapmak ve tasarlanan bojilerin tip onay belgelerini almak oldukça uzun zaman alan ve oldukça maliyetli bir işlemdir. Farklı ağırlıklardaki vagon modellerine farklı bojiler tasarlamak yanlış bir uygulamadır. Boji tasarlamak yerine mevcut bojiyi istenilen yolcu vagonu ağırlığına adapte etmek hem zaman hem maliyet açısından daha kârlıdır. Bu çalışmada Y32 boji sisteminin farklı vagon ağırlıklarına güvenli bir şekilde adapte edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç kapsamında ilk olarak Türkiye Vagon Sanayi A.Ş.' ye ait Y32 bojisinin Bulgaristan Demiryolları için tasarlanan BDZ Yataklı Lüks Yolcu Vagonuna adaptasyonu yapılmıştır. Tasarlanan vagon sandık ağırlığına uyarlanan Y32 bojisinin daha sonra TS EN 14363 standardına uygun olarak dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada özgün taraflardan biri de tasarım aşamasındaki vagonun bütün bileşenlerinin ve çelik ağırlıklarının, 3 boyutlu çizim üzerinden Catia V5 programı ile hesaplanmasıdır. Ayrıca Y32 boji sistemlerinin güvenli çalışma ağırlığından 3400 kg daha ağır olan BDZ yataklı yolcu vagon sandığı için Y32 bojisinin tüm bileşenleri kontrol edilmiş ve 1. süspansiyon sistemi, 2. süspansiyon sistemi, fren sistemi, anti-roll bar sistemi yeniden hesaplanarak değiştirilmiştir. TÜVASAS için bir vagon tasarım sınırı olan 50000 kg'lık maksimum boji taşıma kapasitesi de yapılan çalışma sonucu 54000 kg'a çıkartılmıştır. Boji sistem elemanlarından vagon dinamiğini etkiyen temel sistemler, birinci ve ikinci süspansiyon sistemleridir. Bu çalışmada hesaplanan vagon ağırlığına bağlı olarak, helisel yay grupları ve amortisör grupları yeni yük dağılımına uygun olacak şekilde yeniden tasarlanmıştır. Vagonların kurplarda stabilizasyonunu sağlayan anti-roll bar sistemi vagon ağırlığına bağlı olarak çalışan bir diğer boji elemanıdır. Değişen vagon ağırlığına uygun olarak, anti-roll bar sistemi burulma yayı yeniden hesaplanmıştır. İşletme esnasında demiryolu araçları, sahip oldukları büyük kütleler ve yüksek hızlardan dolayı, büyük miktarda kinetik enerjiye sahiptirler. Araçlar için frenleme işlemi kinetik enerjinin sürtünme yolu ile ısı enerjisine dönüştürülmesi olarak tanımlanır. Sahip olunan kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşümüyle sağlanan frenleme işlemi için vagon ağırlığı çok önemli bir parametredir. Bu çalışmada hesaplanan vagon ağırlığına uygun olarak fren sistemi seçilmiş ve seçilen fren sisteminin seyir güvenliği hesapları yapılmıştır. Boji parametreleri yeniden hesaplandıktan sonra vagonun dinamik analizi için Simpack programında dinamik model oluşturulmuştur. Dinamik analiz modelinde araç-yol sistemi; gövde, tekerlek-ray kontağı ve yol olmak üzere üç alt sisteme ayrılır. Tüm bilgisayar simülasyonlarında modelleme için öncelikle sisteme ait fiziksel model kurularak topoğrafyası çıkarılır. Benzetimlerde kullanılan modeller için tekerlek profili UIC 510-2 S1002, ray profili için ise TS EN 13674-1 UIC60 tip ray profili kullanılmıştır. Tekerlek ve ray profilleri doğrusal olmayan fonksiyonlar ile modellenmiştir. Yapılan benzetimlerde temas kuvvetlerini hesaplamada KALKER (FASTSIM) basitleştirilmiş temas modeli kullanılmıştır. Hazırlanan modelde araç gövdesi, boji şasileri ve tekerlek takımları kütle-atalet karakteristikleri tanımlanarak rijit gövde olarak modellenmişlerdir. Birinci süspansiyon ve ikinci süspansiyon sistemleri lineer ve nonlineer yay ve amortisör olarak modellenmiştir. Daha sonrasında Simpack programıyla TS EN 14363 "Demiryolu uygulamaları-Demiryolu taşıtlarının seyir karakteristiklerinin kabul deneyleri-Seyir davranışlarının denenmesi" standardına uygun olarak modal analiz, raydan çıkma analizi, kurp analizi, twist yol analizi yapılmıştır. Analizlerde standartta tanımlanan tüm senaryolar için Y/Q Nadal kriteri ve ripaje kuvvetleri kontrol edilmiştir. Yapılan analizler sonucu, değişen ağırlığa göre adapte edilen bojinin ne kadar güvenli olduğu ortaya konmuştur. Bu çalışmanın bir sonraki adımı olarak araç yol testlerinde elde edilecek gerçek değerler ile bilgisayar ortamında yapılan bu analizlerin, doğrulanması hedeflenmektedir.
Y32 bojisinin farklı vagon ağırlıklarına adaptasyonu
Ulaşım araçları içerisinde konfor, verimlilik ve güvenlik açısından karşılaştırma yapıldığında hiç şüphesiz raylı taşıtlar öne çıkmaktadır. Artan nüfus ile birlikte ulaşım ihtiyaçları göz önüne alındığında şehir içi toplu taşıma hizmetleri, banliyö taşıma hizmetleri ve şehirlerarası yolcu taşıma sistemleri de geliştirilmelidir. Yolcu taşımacılığında giderek artan konfor beklentisini karşılamak için yataklı, restoranlı, kompartımanlı yolcu vagonu gibi çeşitli yolcu vagonları tasarlanmaktadır. Seyahat konforu sağlayan bu çeşitli yolcu vagonları beraberinde farklı ağırlıklardaki yolcu vagonlarının oluşmasına neden olmuştur. Yolcu talepleri doğrultusunda yapılan tasarım değişiklikleri doğrultusunda yolcu vagonları içerisine gelişmiş klima sistemleri, vakum tuvalet sistemleri, banyo tesisatları gibi birçok öğe dâhil edilmiştir dolayısıyla vagon ağırlıklarında artış meydana gelmiştir. Yolcu vagonları temelde ana gövde olan vagon şasisi ve taşıma sistemi olan bojilerden oluşmaktadır. Bojiler, yolcu vagonunun hareketli olan aksamları, fren sistemi, süspansiyon sistemi gibi hayati parçalarının bulunduğu kısımdır. Bojilerin tasarımlarını yapmak ve tasarlanan bojilerin tip onay belgelerini almak oldukça uzun zaman alan ve oldukça maliyetli bir işlemdir. Farklı ağırlıklardaki vagon modellerine farklı bojiler tasarlamak yanlış bir uygulamadır. Boji tasarlamak yerine mevcut bojiyi istenilen yolcu vagonu ağırlığına adapte etmek hem zaman hem maliyet açısından daha kârlıdır. Bu çalışmada Y32 boji sisteminin farklı vagon ağırlıklarına güvenli bir şekilde adapte edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç kapsamında ilk olarak Türkiye Vagon Sanayi A.Ş.' ye ait Y32 bojisinin Bulgaristan Demiryolları için tasarlanan BDZ Yataklı Lüks Yolcu Vagonuna adaptasyonu yapılmıştır. Tasarlanan vagon sandık ağırlığına uyarlanan Y32 bojisinin daha sonra TS EN 14363 standardına uygun olarak dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada özgün taraflardan biri de tasarım aşamasındaki vagonun bütün bileşenlerinin ve çelik ağırlıklarının, 3 boyutlu çizim üzerinden Catia V5 programı ile hesaplanmasıdır. Ayrıca Y32 boji sistemlerinin güvenli çalışma ağırlığından 3400 kg daha ağır olan BDZ yataklı yolcu vagon sandığı için Y32 bojisinin tüm bileşenleri kontrol edilmiş ve 1. süspansiyon sistemi, 2. süspansiyon sistemi, fren sistemi, anti-roll bar sistemi yeniden hesaplanarak değiştirilmiştir. TÜVASAS için bir vagon tasarım sınırı olan 50000 kg'lık maksimum boji taşıma kapasitesi de yapılan çalışma sonucu 54000 kg'a çıkartılmıştır. Boji sistem elemanlarından vagon dinamiğini etkiyen temel sistemler, birinci ve ikinci süspansiyon sistemleridir. Bu çalışmada hesaplanan vagon ağırlığına bağlı olarak, helisel yay grupları ve amortisör grupları yeni yük dağılımına uygun olacak şekilde yeniden tasarlanmıştır. Vagonların kurplarda stabilizasyonunu sağlayan anti-roll bar sistemi vagon ağırlığına bağlı olarak çalışan bir diğer boji elemanıdır. Değişen vagon ağırlığına uygun olarak, anti-roll bar sistemi burulma yayı yeniden hesaplanmıştır. İşletme esnasında demiryolu araçları, sahip oldukları büyük kütleler ve yüksek hızlardan dolayı, büyük miktarda kinetik enerjiye sahiptirler. Araçlar için frenleme işlemi kinetik enerjinin sürtünme yolu ile ısı enerjisine dönüştürülmesi olarak tanımlanır. Sahip olunan kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşümüyle sağlanan frenleme işlemi için vagon ağırlığı çok önemli bir parametredir. Bu çalışmada hesaplanan vagon ağırlığına uygun olarak fren sistemi seçilmiş ve seçilen fren sisteminin seyir güvenliği hesapları yapılmıştır. Boji parametreleri yeniden hesaplandıktan sonra vagonun dinamik analizi için Simpack programında dinamik model oluşturulmuştur. Dinamik analiz modelinde araç-yol sistemi; gövde, tekerlek-ray kontağı ve yol olmak üzere üç alt sisteme ayrılır. Tüm bilgisayar simülasyonlarında modelleme için öncelikle sisteme ait fiziksel model kurularak topoğrafyası çıkarılır. Benzetimlerde kullanılan modeller için tekerlek profili UIC 510-2 S1002, ray profili için ise TS EN 13674-1 UIC60 tip ray profili kullanılmıştır. Tekerlek ve ray profilleri doğrusal olmayan fonksiyonlar ile modellenmiştir. Yapılan benzetimlerde temas kuvvetlerini hesaplamada KALKER (FASTSIM) basitleştirilmiş temas modeli kullanılmıştır. Hazırlanan modelde araç gövdesi, boji şasileri ve tekerlek takımları kütle-atalet karakteristikleri tanımlanarak rijit gövde olarak modellenmişlerdir. Birinci süspansiyon ve ikinci süspansiyon sistemleri lineer ve nonlineer yay ve amortisör olarak modellenmiştir. Daha sonrasında Simpack programıyla TS EN 14363 "Demiryolu uygulamaları-Demiryolu taşıtlarının seyir karakteristiklerinin kabul deneyleri-Seyir davranışlarının denenmesi" standardına uygun olarak modal analiz, raydan çıkma analizi, kurp analizi, twist yol analizi yapılmıştır. Analizlerde standartta tanımlanan tüm senaryolar için Y/Q Nadal kriteri ve ripaje kuvvetleri kontrol edilmiştir. Yapılan analizler sonucu, değişen ağırlığa göre adapte edilen bojinin ne kadar güvenli olduğu ortaya konmuştur. Bu çalışmanın bir sonraki adımı olarak araç yol testlerinde elde edilecek gerçek değerler ile bilgisayar ortamında yapılan bu analizlerin, doğrulanması hedeflenmektedir.
Y32 bojisinin farklı vagon ağırlıklarına adaptasyonu
Ulaşım araçları içerisinde konfor, verimlilik ve güvenlik açısından karşılaştırma yapıldığında hiç şüphesiz raylı taşıtlar öne çıkmaktadır. Artan nüfus ile birlikte ulaşım ihtiyaçları göz önüne alındığında şehir içi toplu taşıma hizmetleri, banliyö taşıma hizmetleri ve şehirlerarası yolcu taşıma sistemleri de geliştirilmelidir. Yolcu taşımacılığında giderek artan konfor beklentisini karşılamak için yataklı, restoranlı, kompartımanlı yolcu vagonu gibi çeşitli yolcu vagonları tasarlanmaktadır. Seyahat konforu sağlayan bu çeşitli yolcu vagonları beraberinde farklı ağırlıklardaki yolcu vagonlarının oluşmasına neden olmuştur. Yolcu talepleri doğrultusunda yapılan tasarım değişiklikleri doğrultusunda yolcu vagonları içerisine gelişmiş klima sistemleri, vakum tuvalet sistemleri, banyo tesisatları gibi birçok öğe dâhil edilmiştir dolayısıyla vagon ağırlıklarında artış meydana gelmiştir. Yolcu vagonları temelde ana gövde olan vagon şasisi ve taşıma sistemi olan bojilerden oluşmaktadır. Bojiler, yolcu vagonunun hareketli olan aksamları, fren sistemi, süspansiyon sistemi gibi hayati parçalarının bulunduğu kısımdır. Bojilerin tasarımlarını yapmak ve tasarlanan bojilerin tip onay belgelerini almak oldukça uzun zaman alan ve oldukça maliyetli bir işlemdir. Farklı ağırlıklardaki vagon modellerine farklı bojiler tasarlamak yanlış bir uygulamadır. Boji tasarlamak yerine mevcut bojiyi istenilen yolcu vagonu ağırlığına adapte etmek hem zaman hem maliyet açısından daha kârlıdır. Bu çalışmada Y32 boji sisteminin farklı vagon ağırlıklarına güvenli bir şekilde adapte edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç kapsamında ilk olarak Türkiye Vagon Sanayi A.Ş.' ye ait Y32 bojisinin Bulgaristan Demiryolları için tasarlanan BDZ Yataklı Lüks Yolcu Vagonuna adaptasyonu yapılmıştır. Tasarlanan vagon sandık ağırlığına uyarlanan Y32 bojisinin daha sonra TS EN 14363 standardına uygun olarak dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada özgün taraflardan biri de tasarım aşamasındaki vagonun bütün bileşenlerinin ve çelik ağırlıklarının, 3 boyutlu çizim üzerinden Catia V5 programı ile hesaplanmasıdır. Ayrıca Y32 boji sistemlerinin güvenli çalışma ağırlığından 3400 kg daha ağır olan BDZ yataklı yolcu vagon sandığı için Y32 bojisinin tüm bileşenleri kontrol edilmiş ve 1. süspansiyon sistemi, 2. süspansiyon sistemi, fren sistemi, anti-roll bar sistemi yeniden hesaplanarak değiştirilmiştir. TÜVASAS için bir vagon tasarım sınırı olan 50000 kg'lık maksimum boji taşıma kapasitesi de yapılan çalışma sonucu 54000 kg'a çıkartılmıştır. Boji sistem elemanlarından vagon dinamiğini etkiyen temel sistemler, birinci ve ikinci süspansiyon sistemleridir. Bu çalışmada hesaplanan vagon ağırlığına bağlı olarak, helisel yay grupları ve amortisör grupları yeni yük dağılımına uygun olacak şekilde yeniden tasarlanmıştır. Vagonların kurplarda stabilizasyonunu sağlayan anti-roll bar sistemi vagon ağırlığına bağlı olarak çalışan bir diğer boji elemanıdır. Değişen vagon ağırlığına uygun olarak, anti-roll bar sistemi burulma yayı yeniden hesaplanmıştır. İşletme esnasında demiryolu araçları, sahip oldukları büyük kütleler ve yüksek hızlardan dolayı, büyük miktarda kinetik enerjiye sahiptirler. Araçlar için frenleme işlemi kinetik enerjinin sürtünme yolu ile ısı enerjisine dönüştürülmesi olarak tanımlanır. Sahip olunan kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşümüyle sağlanan frenleme işlemi için vagon ağırlığı çok önemli bir parametredir. Bu çalışmada hesaplanan vagon ağırlığına uygun olarak fren sistemi seçilmiş ve seçilen fren sisteminin seyir güvenliği hesapları yapılmıştır. Boji parametreleri yeniden hesaplandıktan sonra vagonun dinamik analizi için Simpack programında dinamik model oluşturulmuştur. Dinamik analiz modelinde araç-yol sistemi; gövde, tekerlek-ray kontağı ve yol olmak üzere üç alt sisteme ayrılır. Tüm bilgisayar simülasyonlarında modelleme için öncelikle sisteme ait fiziksel model kurularak topoğrafyası çıkarılır. Benzetimlerde kullanılan modeller için tekerlek profili UIC 510-2 S1002, ray profili için ise TS EN 13674-1 UIC60 tip ray profili kullanılmıştır. Tekerlek ve ray profilleri doğrusal olmayan fonksiyonlar ile modellenmiştir. Yapılan benzetimlerde temas kuvvetlerini hesaplamada KALKER (FASTSIM) basitleştirilmiş temas modeli kullanılmıştır. Hazırlanan modelde araç gövdesi, boji şasileri ve tekerlek takımları kütle-atalet karakteristikleri tanımlanarak rijit gövde olarak modellenmişlerdir. Birinci süspansiyon ve ikinci süspansiyon sistemleri lineer ve nonlineer yay ve amortisör olarak modellenmiştir. Daha sonrasında Simpack programıyla TS EN 14363 "Demiryolu uygulamaları-Demiryolu taşıtlarının seyir karakteristiklerinin kabul deneyleri-Seyir davranışlarının denenmesi" standardına uygun olarak modal analiz, raydan çıkma analizi, kurp analizi, twist yol analizi yapılmıştır. Analizlerde standartta tanımlanan tüm senaryolar için Y/Q Nadal kriteri ve ripaje kuvvetleri kontrol edilmiştir. Yapılan analizler sonucu, değişen ağırlığa göre adapte edilen bojinin ne kadar güvenli olduğu ortaya konmuştur. Bu çalışmanın bir sonraki adımı olarak araç yol testlerinde elde edilecek gerçek değerler ile bilgisayar ortamında yapılan bu analizlerin, doğrulanması hedeflenmektedir.
Hafif raylı sistemlerin titreşimleri ve kontrolü
Bu doktora tezinde temel olarak, temas dinamiğinin doğal bir sonucu olarak tekerlek-ray geometrisi nedeniyle bozucu etkiden bağımsız bir şekilde düz yolda ortaya çıkan yanal ve yalpa hareketlerinin birlikte görüldüğü ?hunting? salınımları üzerinde durulmuştur. Hunting hareketi, tekerlek ve rayda aşınma problemini azaltmasına karşın yüksek hızlara çıkıldığında genlikleri artarak flanş tırmanmalarına ve sonra aracın raydan çıkmasına neden olmaktadır. Bu durum, raylı sistemlere ait yolda ya da raylarda herhangi bir bozukluk olmasa bile sistemi kararsızlığa götürerek düz ve düzgün bir yolda raylı taşıt hızını sınırlandırmaktadır. Hunting hareketi sonucu sistemin kararsızlığa gitmesi tüm raylı sistemlerde olduğu gibi hafif metro araçlarında da önemli bir problemdir. İstanbul gibi büyük şehirlerde istasyonlar arası mesafelerin artması ve yolcu taşıma kapasitesinin arttırılmak istenmesi nedeniyle hafif metro sistemlerinde işletme hızlarının yükseltilmesi temel bir ihtiyaçtır. Bu kapsamda, İstanbul ulaşımında kullanılan yerli imalat bir hafif metro aracı ele alınarak, temelde hunting salınımlarını inceleyen çeşitli analizler yapılmıştır. Doktora tezinde öncelikle tekerlek ? ray etkileşimi, oluşturulan tek tekerlek seti modelinde ortaya konularak doğrusallaştırılmıştır. Daha sonra, yanal salınımların ele alındığı hafif metro aracı modelleri oluşturulmuştur. Bu modeller Matlab yazılımında yalnızca yanal salınımları ele alan 27 serbestlik dereceli olarak, Simpack yazılımında ise tüm hareketlerin ele alındığı 54 serbestlik dereceli olarak kurulmuştur. İki ayrı yazılımda oluşturulan modeller üzerinde gerçekleştirilen modal analizler ile elde edilen doğal frekanslar karşılaştırılarak sunulmuştur. Aynı şekilde, zaman alanında yanal bir bozucu giriş altında yer değiştirme ve ivme cevapları elde edilmiştir. Bununla birlikte, iki ayrı yazılımla elde edilen frekans cevapları da karşılaştırılarak kontrol edilmiştir. Böylece, kurulan modellerin doğruluğundan emin olunmuştur. Bu aşamadan sonra, Matlab modelleri kullanılarak hafif metro aracına ait kararlılık analizleri yardımıyla kritik hızlar tespit edilmiştir. Hafif metro aracı kritik hızını etkileyecek parametreler olan eşdeğer koniklik (lamda), tekerlek yarıçapı (r0), birincil ve ikincil süspansiyon katılıklarının değişimine göre kritik hızın nasıl etkilendiği incelenmiştir. Daha sonra, buradan yola çıkarak birincil ve ikincil süspansiyon katılıklarının Matlab Genetik Algoritma aracı kullanılarak optimizasyonuna gidilmiştir. Yapılan optimizasyon ile elde edilen iyileştirme, zaman ve frekans alanında yapılan analiz sonuçları ile ortaya konulmuştur. Ayrıca, daha önce literatürde rastlanmamış bir yöntem olarak, raylı taşıt hızının sistem frekans cevapları ile ilişkisine bakılarak kritik hız tespit edilmiştir. Daha sonra, kritik hızın arttırılması için tekerlek setleri ile bojiler arasına yerleştirilen eyleyiciler vasıtasıyla tekerlek setlerine ait yanal ve yalpa hareketleri kontrol edilmiştir. Kontrol algoritması olarak, durum geri beslemeli optimal kontrol algoritması olan LQR (Doğrusal Karesel Uyarlayıcı) kullanılmıştır. Mevcut ve optimum katılıklara sahip süspansiyonların kullanıldığı kontrolörsüz ve LQR kontrolörlü sistem cevapları ayrı ayrı incelenerek sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Yapılan kontrol uygulaması ile hunting salınımları çok yüksek hızları garanti edecek şekilde bastırılarak kontrol edilmiştir. Tezde tüm analizler, hafif metro aracının yüksüz ve tam yüklü durumları için ayrı ayrı yapılmıştır. Böylece, hafif metro aracına ait kütle ve atalet değerlerinin değişimine rağmen yapılan iyileştirmelerin korunduğu gösterilmiştir. Ayrıca tezde, 6 serbestlik dereceli olarak modellenen hafif metro aracına ait düşey titreşimlerinin aktif kontrolü için, klasik PID tipli Bulanık kontrolör ile parametre uyarlamalı PID tipli Bulanık kontrolör tasarlanarak performansları karşılaştırılmıştır. Titreşimlerin aktif kontrolü için, Bulanık PI ve Bulanık PD kontrolörlerin birleştirilmesiyle elde edilen Bulanık PID kontrolör, dayanıklı yapısı ve üstün performansı nedeniyle tercih edilmiştir. Daha sonra, parametre uyarlamalı PID tipli Bulanık bir kontrolör tasarlanarak ölçekleme çarpanlarının çevrimiçi ayarlanmasıyla kontrolörün performansı arttırılmıştır. Sonuç olarak bu tezde, İstanbul ulaşımında kullanılan yerli imalat bir hafif metro aracının titreşim analizleri gerçekleştirilmiş, hunting salınımları bakımından kararlılığı incelenerek kritik hızı tespit edilmiştir. Daha sonra, yapılan optimizasyon ve kontrol uygulaması ile emniyetli bir seyehat için aracın yanal kararlılığı arttırılarak kritik hızı yükseltilmiştir. Ayrıca, düşey titreşimler de kontrol edilerek yolcu konforu artırılmıştır.
Savaş uçağı titreşimlerinin farklı kontrol yöntemleri kullanılarak manyeto-reolojik damperle yarı aktif kontrolü
Uçaklar iniş anında ve taksi pozisyonunda titreşimlere maruz kalmaktadır. Bu da insan sağlığını olumsuz olarak etkileyebilmektedir. Oluşabilecek olumsuz etkileri ortadan kaldırmak için uçaklarda iniş takımları kullanılmaktadır. Bununla birlikte zaman ilerledikçe insanlarda teknolojinin gelişmesine bağlı olarak konfor beklentisi de artmıştır. Bu sebeple insan güvenliği ve konfor açısından en uygun iniş takımlarını geliştirmek için birçok çalışma yapılmış ve halen devam edilmektedir. Titreşimleri azaltmak için pasif, yarı aktif ve aktif iniş takımları kullanılmaktadır. Titreşimlerin sönümlenmesinde kullanılan en etkili sistem aktif iniş takımlarıdır. Ancak yarı aktif iniş takımları, aktif iniş takımlarına yakın performans göstermesi ve maliyetinin düşük olmasından dolayı tercih edilmektedir. Bu çalışmada, bir savaş uçağı on serbestlik dereceli taksi pozisyonuna göre modellenmiş ve yarı aktif kontrol için MR (Manyeto-Reolojik) sönümleyici kullanılmıştır. Yarı aktif kontrol için birinci model: uçak iniş takımlarına MR sönümleyici uygulanmış model ve ikinci model: uçak koltuklarına MR sönümleyici uygulanmış model olmak üzere iki ayrı matematiksel model kullanılmıştır. MR sönümleyici modeli olarak, geliştirilmiş Bouc-Wen modeli kullanılmıştır. Sistem ilk önce pasif olarak modellenmiş, ardından pasif sönümleyiciler yerine MR sönümleyiciler kullanılarak modellenmiştir. MR sönümleyicinin kontrolsüz 0 V hali pasif sistem ile karşılaştırılmış ve emniyet açısından uygunluğu ortaya konulmuştur. Daha sonra birinci model için sistemin kontrolünde Bulanık Mantıklı Kontrol (BMK) ve PID kontrol yöntemleri kullanılmıştır. İkinci model de sistemin kontrolü, Doğrusal Matris Eşitsizlikleri (DME) tabanlı durum geri-beslemeli H_∞ kontrol ile yapılmıştır. Modelleme ve simülasyon çalışmaları, MATLAB-Simulink programı vasıtasıyla gerçekleştirilmiştir. H_∞ kontrolcünün tasarımında, YALMIP ayrıştırıcı yazılımı kullanılmıştır. Simülasyon sonuçları, uçak gövdesinin ve pilotların maruz kaldığı titreşimlerin azaltılmasında yarı aktif kontrolün olumlu performansını göstermiştir. Bu sayede farklı kontrol yöntemlerinin sonuçları karşılaştırılmıştır.
Uçakların iniş takımı süspansiyonlarının yarı aktif adaptif kontrolü
Günümüzde, dünya genelinde hava taşımacılığı çok önemli bir yere gelmiştir ve giderek gelişmektedir. Bu gelişmelere bağlı olarak geleneksel uçak tasarımı da geçmişten günümüze kadar birçok değişime uğramış, tasarımlarında daha ekonomik ve daha efektif iyileştirmeler yapılmıştır ve yapılmaya devam etmektedir. Buradan yola çıkarak, bu çalışmada iniş takım süspansiyon sistemine yeni bir kontrol yöntemi uygulanmıştır. Geleneksel uçaklarda basit bir hidrolik süspansiyon mevcuttur ve bu sistem pasif olarak çalışmaktadır, yani sistem kontrol edilememektedir. Yarı-aktif kontrol teknolojisi ile, anlık kesintisiz kuvvet ve hareket kontrolü sağlanabilmektedir. Böylece sönümleme ortam şartlarına göre kontrol edilebilecek, daha sağlıklı bir sönümleme elde edilebilecektir. Bu çalışmada, yarı aktif kontrol sistemi MR damper aracılığıyla uygulanmıştır. Yarı aktif kontrolcülü sistem ile pasif sistem karşılaştırılmıştır.
Uçakların iniş takımı süspansiyonlarının yarı aktif adaptif kontrolü
Günümüzde, dünya genelinde hava taşımacılığı çok önemli bir yere gelmiştir ve giderek gelişmektedir. Bu gelişmelere bağlı olarak geleneksel uçak tasarımı da geçmişten günümüze kadar birçok değişime uğramış, tasarımlarında daha ekonomik ve daha efektif iyileştirmeler yapılmıştır ve yapılmaya devam etmektedir. Buradan yola çıkarak, bu çalışmada iniş takım süspansiyon sistemine yeni bir kontrol yöntemi uygulanmıştır. Geleneksel uçaklarda basit bir hidrolik süspansiyon mevcuttur ve bu sistem pasif olarak çalışmaktadır, yani sistem kontrol edilememektedir. Yarı-aktif kontrol teknolojisi ile, anlık kesintisiz kuvvet ve hareket kontrolü sağlanabilmektedir. Böylece sönümleme ortam şartlarına göre kontrol edilebilecek, daha sağlıklı bir sönümleme elde edilebilecektir. Bu çalışmada, yarı aktif kontrol sistemi MR damper aracılığıyla uygulanmıştır. Yarı aktif kontrolcülü sistem ile pasif sistem karşılaştırılmıştır.