M3 Sınıfı Bir Elektrikli Otobüsün Farklı Senaryolar Altında Sonlu Elemanlar Analizleri ile Hafifletilmesi

Abstract

Dünya çapında ve ülkemizde yürütülen çalışmalar, taşıtların yaşam döngüsü boyunca enerji verimliliği konusunu, sera gazı salınımındaki artış ve enerji kaynaklarındaki azalmaya bağlı olarak, hammadde aşamasından geri dönüştürülme süreçlerine kadar önemli bir öncelik haline getirmiştir. Özellikle uzun mesafeli yolculuklara hizmet eden toplu taşıma araçları için taşıt ağırlığını azaltmak, yakıt tasarrufunu önemli ölçüde artırmaktadır. Bu taşıtların prototip imalata geçmeden önce sonlu elemanlar analizleri ile doğrulama süreçlerinin gerçekleştirilmesi maliyet ve zaman avantajı sağlamaktadır. Literatürde yapılan çalışmalar incelendiğinde benzer toplu taşıma araçlarının sonlu elemanlar modeli kurularak farklı yöntemler ile incelenmiştir. Ancak sonlu elemanlar modelinin sadece gövde üzerinde oluşturulduğu modellerde gövde karkasına etkiyen kuvvetlerin tam anlamıyla temsil edilemediği görülmüştür. Tüm bunlarla beraber literatürde yapılan çalışmalar genel olarak ticari bir tasarımı içermemekte ve yerleşim planı ve teknik özelliklerin detaylı incelenmediği görülmektedir. Bu çalışmada M3 sınıfı bir elektrikli otobüsün çalışma koşullarındaki davranışlarını incelemek için otobüs gövdesi, akslar dahil olmak üzere tamamını içerecek şekilde modellendi ve hareket halinde en çok maruz kaldığı üç senaryo olan tam yükte 1G ivmelenme, yanal ivmelenme ve ani frenleme ve hızlanma senaryolarında yapısal analizler gerçekleştirildi. Yapılan analizler sonucunda gövde karkasında bazı tasarımsal değişikliklere gidilmiş ve araç ağırlığı azaltılmıştır. Yeni tasarım tekrar aynı sınır şartlarında analiz edilerek doğrulama çalışması gerçekleştirilmiştir. Yapılan tasarım değişiklikleri sonrasında gövde karkasında sol duvar bölgesinde 19,694 kg, sağ yan duvar bölgesinde 17,346 kg, tavan bölgesinde 72,43, şasi ve diğer bölgelerde ise 122,53 kg’lık bir kütle tasarrufu sağlanarak toplamda %7,41 oranında bir hafifletme sağlanmıştır.