Arazi Taşıtları Açısından Toprağın Mekanik Davranışının Modellenmesi

Abstract

Günümüzde arazi taşıtlarının performans hesabında kullanılan ampirik analitik yöntemler, zaman ve maliyet isteyen çok sayıda deney yapılmasını gerektirmektedir. Bu çalışma, arazi taşıtlarının performansını, ampirik-analitik yöntemler yerine, kritik hal toprak mekaniği ve sonlu elemanlar yönteminin birlikte kullanılmasıyla oluşturulan kuramsal-sayısal simülasyon modelleri aracılığıyla hesaplama hedefine yöneliktir. Bu amaçla öncelikle toprak özelliklerini belirlemede kullanılan basit basma ve basit kesme deneylerinin simülasyon modelleri oluşturulmuştur. Kritik hal modeline ait toprak özellikleri, ampirik formüller ve simülasyon modellerinin ortaya koyduğu deney sonuçları arasındaki yakınsama gözlenerek tespit edilmiştir. Kritik hal toprak özellikleri belirlendikten sonra bir arazi taşıtı paletinin ve bir katı tekerleğin farklı toprak tiplerinde gösterdikleri performans simülasyon modelleri aracılığıyla hesaplanarak literatürdeki deney sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve olumlu sonuçlar elde edilmiştir.

Today the performance of terrain vehicles are determined with empirical and analytical methods, which require many time and money consuming experiments. The aim of this study is to predict the performance of terrain vehicles via theoretical and numerical simulation models based on critical state soil mechanics and finite element method instead of using the empirical and analytical methods. To reach that goal first of all the simulation models of the simple pressure test and the simple shear test are developed, which are used to determine the soil properties. Critical state properties for soil are calibrated by watching the convergence between the results obtained from the empirical equations and the results obtained from the simulation models. After the determination of the critical state properties, the performance of a track and a rigid wheel on different soil types are calculated via simulation models and compared with experimental data in the literature. The results of the numerical simulation are in a good agreement with experimental data.