Bir Otobus Koltugunun 
Sonlu Elemanlar Yontemi Kullanilarak 74/408 EEC Direktifine 
Gore Statik Analizi

Koltugun CAD modelinin olusturulmasi islemi icin bir otobus firmasina ait ciplak koltuk iskeletinden olusan 2 kisilik bir koltuk kullanilmis ve olculer bu model uzerinden alinmistir.

74/408 direktifinde belirtilen testlerin ve analizlerin yapilmasina gecmeden once koltugu olusturan parcalardan bahsetmekte fayda olacaktir. Sekilde kirmizi renkte gorulen sac parcalar Arkalik ayaklarini gostermektedir. Koltuk uzerinde 2 adet arkalik ayagi kullanilmaktadir. Pembe renkte 4 adet olan oturak saci gorulmektedir. Yeni koridor ayagi yesil renkte olup takviyeler de model uzerinde gorulmektedir.

Koyu kirmizi renkte gorulen aluminyum profil, cam dibi patigine ozel civata ve somunlarla baglanmaktadir.

Koltuk arkaligi, kirisler line yani cizgilerden olusmaktadir. Bu kirisler uzerine o kiris boyutu ve sac kalinligina bagli olarak Alani ve atalet momentleri hesaplanarak, matematiksel olarak ifade edebilecek model olusturulmustur. Sonuc olarak sunu belirtmek gerekirse mavi ile gorulen arkalik kirisleri ile yesil ile gorulen oturak kirisleri arasinda matematiksel ifade ve davranis olarak fark yoktur.

Oturak saci ve arkalik ayaginin teknik resimleri ile yeni yapilan koridor ayaginin 3 boyutlu CAD modeli elektronik ortamda imalatci firma tarafindan temin edilmistir.

CAD Modelinin olusturulmasi islemi Ansys sonlu elemanlar analiz programi icerisinde yapilmistir.

Daha onceden de bahsedildigi gibi, sonlu elemanlar modeli hazirlanirken

Kirisler BEAM ve SHELL elemanlar ile

Yuzeyler SHELL elemanlar ile

Civatalar ise SOLID elemanlar ile modellenmistir

Koltuk arkaliklari dikdortgen profillerden olusmaktadir. Sonlu elemanlar modeli olusturulurken bu bolgedeki kirisler BEAM elemanlarla modellenmis ve boylece daha az eleman sayisi kullanilarak cozum zamani azaltilmistir

Oturma yerlerinde bulunan kirisler icin ise, alt ve ust yuzeyinden bu kirislere baglanan sac parcalar oldugundan, kirisin alt ve ust yuzeyi arasinda bosluk meydana gelecektir. Bu sebepten dolayi bu bolgedeki kirisler BEAM elemanlarla degil, kabuk elemanlarla (SHELL 63) modellenmistir

Sonlu Elemanlar Modeli

Asil gorevi iki veya daha fazla parcayi birbirine baglayarak parcalarin birbirlerinden ayrilmadan yuk iletimini saglamak olan civatalar, bu calismada (koltuk baglanti bolgelerindeki civatalar haric) kati yani SOLID elemanlar ile modellenmesi yerine daha az eleman sayisiyla ve daha cabuk surede modellenmesi amaciyla kiris yani BEAM elemanlar ile modellenmistir.

Kritik olarak gorulen bolgelerde eleman sayisi diger bolgelere gore daha yogun olmasi saglanmistir. Boylece, elde edilen analiz sonuclarinin, olusturulan sonlu elemanlar modelinden bagimsiz olmasi saglanmistir.

Koltuk uzerinde bulunan parcalarin uygulanan yukun siddet ve yonune bagli olarak bir biriyle temas edebilecek olan veya yuk uygulandiktan sonra birbiriyle temasini kesilebilecek olan bolgelerde kontak elemanlar (CONTACT 174 ve TARGET 170) kullanilmistir.

Tum parcalarin sonlu elemanlar modeli olusturulduktan sonra birbirinden bagimsiz olan bu parcalar, gercekte oldugu gibi, birbirleri uzerinden yuk iletimini saglamak amaciyla coupling’lerle (baglanti) birbirine baglanmasi saglanmistir. Bu baglantilarda gerekli yerlerde donme veya otelemeye izin verecek sekilde serbestlikleri birakilmistir.

Coupling’ler 2 veya daha fazla dugum noktasini “birlestirmek” amaciyla kullanilirlar. Uzayda bir dugum noktasi herhangi bir veya daha fazla yonde bir hareket yapmis ve bir baska dugum noktasininda ayni hareketi yapmasi isteniyorsa; bu durumda bu iki veya daha fazla dugum noktasi COUPLING’lerle birlestirilir.

Sonlu elemanlar modeli hazirlanirken model uzerinde bulunan gerilme bakimindan onemli olmayan Fakat eleman sayisini arttiran veya modelleme zamanini arttiran kose yuvarlatmalari yani radiyuslar, civatalar percinler kucuk delikler kaynaklar modellenmemistr.

Devami....

Osman BEDEL
Makine Yuk. Muhendisi
email : osmanbedel@yahoo.com