Yolcu güvenliğini güvence altına alan E.C.E regülasyonuna göre otobüs gövde analizi

Otobüs, insanların toplu ulaşımda kullandıkları, günümüzün en modern makinalarından biridir. Teknolojik gelişmelere paralel olarak, ulaşım sektöründe kullanılan motorlu araçlar, trafik kazalarının oluşumunu engelleyecek aktif güvenlik sistemleri (ABS, EBD, ESP, vb. gibi) ve kaza sonrası yaralanmaları ve can kayıplarını önleyecek pasif güvenlik sistemleri (Hava yastıkları, kapı içi çelik barlar, kaza anında katlanır pedallar, vb. gibi) ile donatılmaktadırlar. Otobüs kazaları ile ilgili olarak yapılan araştırmalar, can kaybının ve yaralanmaların en çok otobüsün devrilmesi sırasında ortaya çıktığını göstermiştir. Yaşanan bu can kayıplarının, genellikle kazanın şiddetinden kaynaklanmadığı, otobüslerin gereken gövde mukavemetini karşılayamadıkları için ortaya çıktığı tespit edilmiştir. Otobüs gövdesinin devrilme kazası esnasında gereken mukavemeti sağlaması ve bu sayede insanların can kayıplarının önüne geçilmesi için U.N.E.C.E (United Nations Economic Commission for Europe) tarafından 1997 yılından itibaren yürürlüğe giren E.C.E R-66.00 regülasyonu yayınlanmıştır. Bu pasif güvenlik regülasyonu ile Avrupa Birliği'ne üye ülkelerde kullanılan otobüslerin gövde parçalarının, devrilme kazası durumunda yolcuların ve mürettebatın yaşam mahalline müdahale etmesinin önüne geçilmiştir. Söz konusu regülasyon, Türkiye'de de Avrupa Birliği' ne üye ülkelerle eş zamanlı olarak uygulanmaktadır. Otobüs üreticisi firmalar tarafından, E.C.E R-66 regülasyon şartına uygunluğun ispatı için iki yöntem uygulanabilmektedir. Birinci yöntemde, prototipi üretilmiş araç, ilgili şartlara uygun olarak tasarlanmış test düzeneğinde fiili olarak devrilir. Araç gövdesinin, yolcuların ve mürettebatın yaşam mahalline girişimde bulunup bulunmadığı tespit edilir. İkinci yöntemde ise, birinci yöntemdeki şartlar bilgisayar ortamında sağlanır ve sonlu elemanlar yöntemi tabanlı yazılımlar kullanılarak, otobüs bilgisayar ortamında devrilir. Kullanılan yazılımın ve metodun güvenilirliği, otobüs gövdesinin kısmi bir bölgesinin fiziksel olarak devrilmesi sonucu bulunan sonuç ile aynı kısmi bölgenin bilgisayardan elde edilen simülasyon sonucu karşılaştırılarak elde edilir. Günümüzde otobüs üreticisi firmalar genellikle ikinci yöntemi kullanmaktadırlar. Birinci yöntem hem pahalı bir yöntemdir hem de optimizasyon yapma şansını sınırlamaktadır. Çünkü otobüs gövdesinde yapılacak her tasarım değişikliğinde bir adet otobüsün fiilen devrilip hurdaya ayrılması gerekmektedir. İkinci yöntemde ise optimizasyon yapma şansı çok daha yüksektir. Yapılacak her tasarım değişikliği bilgisayar ortamında simülasyona tabi tutulabilmektedir. Bu sayede daha hafif ve daha mukavim gövde yapısına ulaşılabilmektedir. U.N.E.C.E tarafından yayınlanan ve 09 Kasım 2017 tarihinden itibaren ilgili tüm araçlar için yürürlüğe girecek olan E.C.E R-66.02 regülasyonu ile otobüs gövdesinin devrilme esnasında absorbe etmesi gereken enerji bir önceki regülasyona göre yaklaşık %90 oranında artmıştır. Bu mukavemeti sağlamak için yapılacak tasarım değişiklikleri araç ağırlığını arttırabilecektir. Ayrıca aracın ön ve arka aks taşıma kapasiteleri de göz önünde bulundurulduğunda, E.C.E R-66.02 şartını sağlamak için azami yolcu sayısını ve müsaade edilen bagaj ağırlığını azaltmak gerekebilecektir. Bu çalışmada, otobüs gövde konstrüksiyonunun Ansa yazılımı marifetiyle sonlu elemanlar modeli ağ yapısı oluşturulmuş ve Ls-Dyna yazılımında da devrilme simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Bilgisayar ortamında yapılan işlemlerin güvenilirliğini tespit etmek için otobüs kısmi gövdesi öngörülen şartlarda fiilen devrilmiştir. Ayrıca aracın ağırlık merkezinin bilgisayar ortamındaki koordinatlarının gerçeğe uygun olabilmesi için prototip aracın ağırlık merkezinin koordinatları fiilen yapılan ölçümler sonucu hesaplanmış ve bilgisayar modeline bu gerçek koordinatlar girilerek analiz yapılmıştır. Bilgisayar sonuçları ile fiili test sonuçları karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmalar ile E.C.E R-66.02 şartlarını sağlayan, yolcu ve bagaj taşıma kapasitesinin azaltılmasını gerektirmeyen, güvenli bir otobüs gövde iskelet konstrüksiyonu elde edilmiştir.