ÇELİK AĞIR HIZMET OTOKORKULUĞU ÇARPIŞMA DAVRANIŞININ SANAL
OLARAK İNCELENMESİ
Ali Osman Atahan
Yrd. Doç. Dr.
Mustafa Kemal Üniversitesi
İskenderun, Türkiye
Tel: 0326-245-5836
Fax: 0326-245-5499
e-mail: [email protected]
GENİŞLETİLMİŞ ÖZET
Giriş:
Bu çalışmada, araçların karayolunu bir sebepten dolayı terk ederek araç içerisindekiler için risk
arz eden bölgelere girmesini önlemek için dizayn edilmiş spesifik bir otokorkuluk sistemi
üzerinde yapılan çarpışma testlerinin sonuçları özetlenmektedir. Bu otokorkuluk sistemi en
hafifinden en ağırına kadar olan araçları karayolu içerisinde tutmak için özel olarak imal
edilmektedir. Amerikan Karayolları Birliği, AASHTO tarafından SGR09b olarak adlandırılan bu
sistem ağır hizmet otokorkuluğu olarak anılmakta ve çelik dikme, çelik takoz ve aliminyum
alaşımlı thrie ray denen geniş yüzeyli ray kullanılarak oluşturulmaktadır. SGR09b otokorkuluk
sistemi kendi sınıfındaki kuvvetli dikmeli otokorkuluklar arasında ağır vasıtaları güvenli bir
şekilde durdurabilen tek otokorkuluk sistemi olduğu için araştırmacıların dikkatini çekmiştir.
SGR09b otokorkuluk sistemi ülkemizde kullanılan ağır hizmet otokorkuluklarına oranla en az iki
kat daha ekonomik olduğu için bu otokorkuluk sisteminin incelenmesi gerekliliği ortaya
çıkmıştır.
Çalışma Yöntemi:
Bu çalışmada SGR09b otokorkuluk sistemi üzerinde yapılan çarpışma testi detaylı olarak
incelenmiştir. Çarpışma testi Texas Karayolları Enstitüsü tarafından yapılmış ve SGR09b
otokorkuluk sistemi 8000 kg ağırlığındaki bir kamyonetin önüne yerleştirilmiştir. Araç
otokorkuluk sistemine 80 km/s hızla ve 15 derece açıyla çarptırılmıştır. Bu değerler Amerikan
Karayolları Çarpışma Test Standartları kitabından alınmıştır ve bu test otokorkuluk sisteminin
yapısal yeterliliğini incelemeye yöneliktir. Kamyonet üzerine yerleştirilen ölçüm aletleri
yardımıyla aracın maruz kaldığı ivmelenme değerleri, aracın her üç doğrultuda savrulma açıları.,
aracın test sırasındaki hızı gibi değerler elde edilmiştir. Test alanına yerleştirilen kameralar
yardımıyla da çarpışma testinin tüm açılardan fiziksel ve görsel olarak incelenmesi sağlanmıştır.
Çarpışma testi sırasında kamyonet otokorkuluğa çarpmış ve sistem tarafindan başarıyla yol
içerisinde tutulmuştur. SGR09b otokorkuluk sistemi araç ve içerisindekileri hehangi bir ağır
kaza riskine karşı güvenli korumayı başarmıştır. Çarpışma testi sırasında toplanan datalar
incelendiğinde otokorkuluk sisteminin karayollarında kullanıma aday olduğu ortaya çıkmıştır.
Fakat SGR09b otokorkuluk sistemi hakkında daha detaylı bilgi edinmek, daha ağır vasıtaların
çarpması durumunda nasıl davranacağını belirlemek gerekmektedir. Bu bilgilerin toplanabilmesi
için sistem üzerinde bir çok çarpışma testi daha yapılması gerekmektedir. Ancak tüm şartları
sağlayan otokorkuluk sistemi karayollarında güvenli kullanılabilecektir. Bu da karayolu
kenarlarında kullanılan otokorkulukların incelenmesini ekonomik yönden çok pahalı bir işlem
hale getirmektedir. Bu yüzden, son 10 yıldır karayolları güvenliği üzerinde çalışan araştırmacılar
otokorkuluk sistemlerinin çarpışma davranışının daha ekonomik ve güvenli olarak belirlenmesi
için yeni teknolojiler kullanıma yoluna gitmişlerdir. Bilgisayarlar kullanılarak gerçekleştirilen
sanal çarpışma testleri sayesinde otokorkulukların incelenmesi çok daha ucuza mal olmaktadır ve
daha da önemlisi araştırmacılar çarpışma testlerine oranla çok daha fazla bilgiye çok daha hızlı
ve doğru biçimde ulaşabilmektedirler. Bu çalışmada, yukarıda bahsedilen SGR09b otokorkuluk
sistemi üzerinde yapılan çarpışma testi sanal ortamda tekrar edilmeye çalışılacaktır. Bunun amacı
SGR09b otokorkuluğu için gerçek çarpışma test sonuçları kullanılarak bilgisayar ortamında
doğru ve kullanılabilir bir model oluşturulmaktır. Bu model doğru olarak oluştuktan sonra, aynı
model değişik şartlar altında çarpışma testine tabi tutularak otokorkuluk sisteminin kullanışlılığı
hakkında daha detaylı bilgilere ulaşılması sağlanacaktır.
SGR09b otokorkuluk sistemine 8000 kg lık kamyonet çarpmasını bilgisayar ortamında
modeleyebilmek için öncelikle sistemi oluşturan elemanların modelleri sonlu elemanlar metodu
kullanılarak oluşturulmuş ve bu modeler var olan fiziksel test sonuçlarıyla karşılaştırılarak
doğrulukları incelenmiştir. Bu modeller çelik dikme ve takoz, dikmeleri sabitlemek için
kullanılan zemin, thrie ray, ve rayı dikmelere tutturmak için kullanılan bulonlardan oluşmaktadır.
Bu modellerin malzeme özellikleri belirlenmekte veya zaten belli olanlar doğrudan kullanılarak
bilgisayar ortamında modeller oluşturulmaktadır. Örneğin çelik dikme ve takozların mekanik
özellikleri testten once bilindiği için bu değerler doğrudan kullanılmaktadır. Sonlu elemanlar için
gerekli olan eleman özellikleride programda oluşturulduktan sonra herbir model için doğruluk
belirlenmesi yapılmaktadır. Daha sonra doğruluğu kanıtlanan tekil modeller bir araya getirilerek
tüm SGR09b otokorkuluk sisteminin modeli oluşturulmuştur. 8000 kg lık kamyonet modelini ise
George Washington Üniversitesine bağlı bir araştırma merkezinden elde ettikten sonra çarpışma
testi sanal ortamda tekrarlanmıştır.
Bulgular:
Çarpışma testinin sonuçları bilgisayardan elde edilen sonuçlarla karşılaştırılarak yapılan sanal
testin doğruluğu hakkında bulgulara varılmıştır. Araçta meydana gelen ivmelenmeler, SGR09d
otokorkuluğunu oluşturan dikme ve thrie rayın yanal deformasyonu karşılaştırılmış ve
oluşturulan otokorkuluk sistem modelinin gerçek sistemin çarpışma davranışının çok az bir hata
ile belirlediği ortaya konmuştur. Elde edilen bu sonuçlar sayesinde SGR09b otokorkuluk
sisteminin daha değişik şartlar altında gerçekleştirilen çarpışmalarda davranışının belirlenmesi
mümkün olabilecektir. Her ne kadar bu çalışmanın sınırlarının dışında olsa da, doğruluğu teyit
edilen SGR09b otokorkuluk modelinin Avrupa Çarpışma Test Standatlarına (EN 1317) göre
incelenmesi bu çalışmanın devamı niteliğinde olabilir. Sanal olarak yapılacak bir bilgisayar
modelleme çalışması sonunda SGR09b otokorkuluk sisteminin EN 1317 standartlarına göre
başarılı olup olmayacağı belirlenebilir ve sonuçlar hem Türkiye’de hemde Avrupa devletlerinin
kullanımına sunulabilir. Ayrıca bu bildiride özetlenen bilgisayar çalışması, karayolu güvenliği ile
ilgilenen araştırmacılara fikir vermesi açısından önem taşımaktadır.
Kaynaklar:
Buth E.C. and Menges W. (1999). “NCHRP Report 350 Test 4-12 of the Modified Thrie Beam
Guardrail.” US Department of Transportation, Federal Highway Administration, Publication
Number FHWA-RD-99-065, McLean, Virginia.
Ross, H.E. Jr., Sicking, D.L., Zimmer, R.A. and Michie, J.D. (1993). “Recommended Procedures
for the Safety Performance Evaluation of Highway Features.” NCHRP Report 350,
Transportation Research Board, Washington, D.C.
Hallquist J.O. (1998). “LS-DYNA Users Manual.” Livermore Software Technology Corporation,
LSTC, Livermore, California.
NCAC (1999). “Development of an 8,000 kg Single Unit Truck Model for Crash Test
Applications.” National Crash Analysis Center web page www.ncac.gwu.edu, George
Washington University, Washington, D.C.
Download

ÇELİK AĞIR HIZMET OTOKORKULUĞU ÇARPIŞMA