Çarpışma sönümleyici konstrüksiyonun yapısal optimizasyon yöntemleri kullanılarak hafifletilmesi

Toplu taşımacılık ve raylı sistemler sektöründe hafifletme konusu özellikle dikkat edilen araç şartnamelerinde doğrudan karşımıza çıkan, enerji verimliliğini direk olarak etkileyen, dolayısı ile maliyetler üzerinde önemli etkisi bulunan bir konudur. Tüm taşımacılık kollarında ağırlık azaltmak için çeşitli çalışmalar yapılmakta, farklı tip malzeme kullanımları, optimizasyon, parça eksiltme vb. çalışmalarla daha fazla hafiflik amaçlanmaktadır. Hafifletme konusu kara taşımacılığında, çok yoğun kullanımlara ve üretim adetlerinin fazla olmasına bağlı olarak çok daha fazla önem kazanmaktadır. Ağırlık konusunun önem kazanması ile aslında araçların gerek kendi ağırlığı gerekse genel taşıdığı ağırlığa bakılmaksızın sağlanan en ufak miktardaki hafiflikler bile yapılan işe, kullanım miktarlarının azalmasına ve dolayısıyla ülke ekonomisine yüksek miktarda değer katmaktadır. Günümüzde yapılan ARGE çalışmalarının çoğunun temeli Bilgisayarlı Destekli Tasarım ve Bilgisayar Destekli Sonlu Elemanlar Analizidir. Bu durum hem prototip maliyetlerinde hem de gerçek test sayısında hatırı sayılır bir azalma gerçekleştirmektedir. Bu tez kapsamında şehir içi toplu taşımada kullanılmak üzere tasarlanmış bir hafif raylı sistem taşıtı olan tramvayın çarpışma sönümleyici yapısının EN 12663 standardı kapsamında yapısal analizleri gerçekleştirilmiştir. Çarpışma sönümleyicilerin önünde bulunan konstrüksiyon yapının Hyperworks Programı ile statik analiz yapılması, gerilme ve yer değiştirmelerini güvenli değerlerde tutarak topoloji ve şekil optimizasyonu yapılmıştır. Bunun sonucunda gerilme ve yer değiştirme miktarları korunarak %24,1 daha hafif bir tasarım ortaya çıkmıştır. Sonlu elemanlar modeli oluşturulurken 3 boyutlu tetrahedron elemanlar kullanılmıştır. Malzeme bilgisi olarak ST-37 çeliğinin mekanik özellikleri tanımlanmıştır. Analizler için gerekli ve uygun mesh boyutunu belirlemek için Ansys sonlu elemanlar yazılım programı, üç boyutlu modelin oluşturulması ve değişikliklerinin yapılması için ise Catia v5 tasarım programı kullanılmıştır.