Taşıtların Devrilme Çarpmasının Ls-dyna Kullanılarak Explisit Dinamik Analizi

Abstract

Devrilme kazası, otobüs içerisindeki yolcular ve mürettebatın güvenliğini tehdit eden en ciddi tehlikelerden bir tanesidir. Geçmiş yıllarda yapılan gözlemler, kaza sonrasında deforme olan otobüs gövdesinin yolcuların hayatını ciddi biçimde tehdit ettiğini göstermiş, böylece devrilme mukavemeti otobüs üreticileri için üzerinde dikkatle durulması gereken bir husus haline gelmiştir.Günümüz itibari ile, bir Avrupa yönetmeliği olan “ECE-R66” sayesindedir ki bu tür devrilme kazalarının yol açabileceği felakete varan sonuçlar engellenebilmekte ve otobüs yolcularının güvenliği temin edilmektedir. Söz konusu yönetmeliğe göre bu konudaki sertifikasyon aracın birebir devrilme testi ile veya ileri nümerik metodlara dayanan hesaplama tekniklerini (Örneğin non-lineer eksplisit dinamik sonlu elemanlar analizi) kullanarak alınabilmektedir. Her iki metodun da nihai amacı devrilme sonrasında otobüs üzerinde oluşan eğilme deformasyonunu tetkik ederek yolcu yaşam mahaline herhangi bir girişimin olup olmayacağını tespit etmektir. Bu çalışmada, geliştirilmekte olan bir otobüs aracının devrilme durumundaki eksplisit dinamik çarpma analizleri gerçekleştirilmiş ve yapının mukavemeti resmi regülasyon gerekleri gözönünde bulundurularak değerlendirilmiştir. Bunu takiben farklı varsayımlar altında (Örneğin yolcu ve bagaj ağırlığının da devreye alınması) ve bir kötü durum senaryosu olan koltuk yapısının modele empoze edilmemesi kabulu detaylı olarak incelenmiştir. Araç devrilme analizleri esnasında, çözücü olarak non-lineer eksplisit dinamik kod LS-DYNA, sonlu elemanlar ön/son-işlemcisi olarak ANSA ve LS-PREPOST yazılımları kullanılmıştır. Sonlu elemanlar modeli LINUX SUSE işletim sistemli yüksek performanslı grafik kapasitesine sahip PC’lerde LS-DYNA çözümleri ise AIX UNIX işletim sistemli çok işlemcili bir iş-istasyonunda gerçekleştirilmiştir.

A roll-over event is one of the most crucial hazards for the safety of passengers and the crew riding in a bus. In the past years it was observed after the accidents that the deforming body structure seriously threatens the lives of the passengers and thus, the rollover strength has become an important issue for bus and coach manufacturers. Today the European regulation “ECE-R66” is in force to prevent catastrophic consequences of such roll-over accidents thereby ensuring the safety of bus and coach passengers. According to the said regulation the certification can be gained either by full-scale vehicle testing, or by calculation techniques based on advanced numerical methods(i.e. non-linear explicit dynamic finite element analysis). The quantity of interest at the end is the bending deformation enabling engineers to investigate whether there is any intrusion in the passenger survival space(residual space) along the entire vehicle. In this thesis, explicit dynamic ECE-R66 roll-over crash analyses of a bus vehicle under development were performed and the strength of the vehicle is assessed with respect to the requirements of the official regulation. Subsequently, different considerations (i.e. passenger and luggage weight) and some worst case assumptions such as the influence of the seat structure were investigated. The non-linear explicit dynamics code LS-DYNA as a solver and ANSA and LS-PREPOST software as a crash FEA pre/post-processor were utilized throughout the bus roll-over analysis project. The FEA model was generated by using PCs running on Linux Suse operating system whereas the LS-DYNA solutions were performed on a multiple-processor workstation running on an AIX UNIX operating system.