Yüksek hızlı trenlerde (HST) işletme hızlarının giderek artması raylı araç gövdesine iletilen konfor bozucu titreşimlerinin de artmasına neden olmaktadır. Bu titreşimler sonucunda tren gövdesinde sarsılmalar oluşmaktadır. Oluşan sarsılmalar yolcuların konforunu olumsuz etkilemekle birlikte tren sürüş güvenliği açısından da sorun teşkil etmektedir. Ayrıca sadece tren gövdesi değil boji ve tekerleklerde de köprüden gelen dinamik etkiler sonucu titreşim hareketi gözlemlenmektedir. Bunun sonucunda trenin mekanik aksamında kullanılan hareketli parçalar zamanla deforme olmaktadır ve kullanım ömürleri azalmaktadır. Bu çalışmada esnek bir köprü üzerinde ilerleyen HST’de oluşan titreşimlerin matematiksel modellenmesi ve bilgisayar ortamında simülasyonu yapılmıştır. Ortaya çıkan titreşimler daha önce belirenmiş olan tren ve köprü parametreler göz önünde bulundurularak incelenmiştir. HST 10 serbestlik dereceli (SD) ve yarım araç olarak modellenmiştir. HST’nin üzerinde hareket ettiği esnek yapı ise basit mesnetli sınır şartlarına sahip Euler-Bernoulli kirişi göz önünde bulundurularak modellenmiştir. Elde edilen bu iki ayrı sistem tekerleklerin temas noktaları dikkate alınarak oluşturulan dinamik denklemler aracılığıyla bütünleştirilmiştir. Sistemin zamana bağlı bütünleşik dinamik hareket denklemleri Newmark-β algoritması ile yüksek hassasiyette çözülmüştür. Analiz sonuçları tren gövdesinin kütlesi, tren hızı, köprü uzunluğu, tren aks mesafesi ve köprünün sönüm oranı göz önünde bulundurularak değerlendirilmiş, grafik ve tablolar ile zenginleştirilerek mühendislik bakış açısıyla yorumlanmıştır. Sonuç olarak oluşan titreşimlerin önlenmesi ile ilgili literatürde olan çalışmalardan bahsedilmiştir.
Anahtar Kelimeler: HST-köprü etkileşimi, Euler-Bernoulli, Newmark-β, Konfor, Nümerik Analiz
|
