Design of a Metro Train and Structural Analysis of the Metro Vehicle Body by Finite Element Method

Authors : Muhammed Emin ARI, İsmail ESEN

Pages : 30-45

Doi:10.47072/demiryolu.1018663

View : 14 | Download : 6

Publication Date : 2022-01-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Metrolar, diğer kent içi raylı araçlara göre yüksek kapasiteli, hızlı ve büyük boyutlu oldukları için gövde dayanımlarının önemi oldukça kritiktir. Bu çalışmada dört vagondan oluşan bir metro sistemi tasarlanmış ve araç gövdesinin EN 12663-1 standardına göre sonlu elemanlar yöntemiyle yapısal analizleri yapılmıştır. Yapısal analizler üç farklı koşulda incelenmiştir. 22,7 m uzunluğundaki aracın, tüm ekipmanlarıyla birlikte toplam kütlesi 35000 kg, metre karede 8 yolcu bulunma durumuna göre toplam yolcu kütlesi 27020 kg hesaplanarak genel kütlenin toplamı 62020 kg olarak alınmıştır. Aracın gövde taşıyıcı iskelet sistemi için değişik boyutlardaki SUS304 paslanmaz çelik profil ve sac malzemeler seçilmiştir. Analizde; araç gövdesinin yolcu bölümüne dikey yüklemeler, tampon bölgelerine de yatay olarak sıkıştırma yüklemeleri yapılarak maksimum gerilme ve yer değiştirme miktarları tespit edilmiştir. Araç gövdesinin yolcu bölümünde, dikey yüklemelerdeki maksimum gerilme miktarının akma gerilmesinin altında olduğu ancak tampon bölgesindeki sıkıştırma yüklemesi durumunda maksimum gerilmenin akma gerilmesinin üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Tampon bölgesi ve çevresinin tasarımında gereken gerilme şartlarını sağlamak amacıyla tasarımın revize edilmesi için çözüm önerilerinde bulunulmuştur.
Keywords : Metro train, Urban rail system, Computer aided design CAD, Finite element analysis FEA, Structural analysis, Static strength analysis