İletken Tel Kopma Deneylerinin Simulasyonla Karşılaştırılarak İyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, yüksek hızlı trenlere elektrik enerjisi sağlayan enerji kablolarının dinamik karakteristiği incelenmiştir. Tren enerji hatları tekrar eden açıklıklardan oluşan oldukça uzun bir yapıdır. Demiryollarında, her enerji hat açıklığı askılarla birbirine bağlanan iletken tel ve taşıyıcıdan oluşur.[6] Test düzeneginde ve simulasyonlarda, hat açıklığı 14m olduğu için, iletken tel 14 blok elemanından oluşur. Sistemin çoklu cisim modeli(MBS), Matlab SimMechanics ortamında oluşturulur. Elde edilen modeller, simulasyonlar için kullanılır. Böylece, enerji kablolarının dinamik davranışı ve iletken telin kesilme anındaki dinamik davranışı incelenir. Enerji hattını oluşturan iletken tel, taşıyıcı ve askıların her biri, kendine özgü yapısal parametrelere sahiptir. Örneğin, taşıyıcı ve askılar aynı sönüm ve yay katsayısına, ayrıca da aynı elastite modülüne sahiptir. Ancak, bu değerler iletken telin parametrelerinden farklıdır. Simulasyondan elde edilen değerleri gerçeklemek için belli bir ölçekle küçültülmüş bir test düzeneği kurulmuştur. Bu düzenekte, iletken tel kesilme deneyi, ön gerilmeye maruz iletkenin bir uçtan, belli bir süre sonra, serbest bırakılmasıyla gerçeklenmiştir. Sonuç olarak, kesilme esnasında, strain-gage yardımıyla ölçülen gerilme kuvveti değerleri simulasyon sonucuyla kıyaslanır.

In this study, the dynamic characteristics of a catenary that supplies electrical energy to high-speed railways composed of repeating spans is investigated. The catenary is a slender structure which is composed of repeating spans. In railways, each span of the catenary system is composed of contact and catenary wires connected by the droppers in regular intervals.[6] In the test stand and in the simulations, as the span length is considered as 14 m, the contact wire is composed of 14 body blocks. A multibody system model is developed in Matlab SimMechanics environment to perform the dynamic behaviour of the catenary and to simulate the contact wire cut behaviour. Each component has its own structural parameters. For instance, the catenary wire and the droppers have the same spring&damper stiffness and Young’s modulus. These values vary from the contact wire parameters. In order to validate the datas generated from the simulations, a contact wire test stand has been constructed where cutting experiments can be run by the releasement of the pretensioned contact wire. Consequently, the force distribution during the contact wire cut is observed and these values are compared with the simulation results. For the comparisons, much attention is given to the period after the contact wire cut