Yeni nesil otokorkuluk sistemlerinin çarpışma analizleri ve sezgisel optimizasyon yöntemleri kullanılarak geliştirilmesi

Abstract

Otokorkuluk sistemleri, trafikte seyreden farklı tiplerdeki araçları olası bir kaza anındakarayolu içerisinde tutup, meydana gelecek yaralanma risklerini azaltmak için özelolarak tasarlanan güvenlik sistemlerindendir. Bu sistemlerin çarpışmaperformanslarının belirlendiği testler ve simülasyonlar EN 1317 Avrupa YolkenarıEmniyet Sistemleri standartlarına uygun olarak gerçekleştirilmek durumundadır. Buçalışmada H1 koruma sınıfına sahip bir otokorkuluk sisteminin bilgisayar ortamındaçarpışma testleri simüle edilmiş ve çarpışma performansını arttırmaya yöneliktasarımlar gerçekleştirilerek sonuçlar incelenmiştir. Tasarımda farklı kesitlere sahipçelik dikme profil, çelik ray, bağlantı plakası ve cıvatalar kullanılmıştır.Analizler için farklı tasarım değişkenleriyle tasarlanmış 25 farklı kesite sahip dikmeprofili oluşturulmuş, dikme aralıkları 2.00 m alınmış ve otokorkuluk sistemleri bunagöre tasarlanmıştır. Üç boyutlu katı modeller CATIA ile tasarlanmış, sonlu elemanmodelleri HYPERMESH ile oluşturulmuş, EN 1317 standardında belirtilen çarpışmatestlerinden TB11 ve TB42'ye göre çarpışma simülasyonları RADIOSS ilegerçekleştirilmiştir.Oluşturulan 25 farklı tasarım; ağırlık, otokorkuluk çalışma genişliği ve çarpmaşiddetine (ASI) göre değerlendirilmiştir. 25 tasarımdan 2 modelde otokorkuluksisteminin aracı yolda tutmada başarısız olduğu gözlenmiş, bu modeller hariç tutularakmevcut 23 tasarım üzerinden sezgisel optimizasyon metotlarından yerçekimsel aramaalgoritmasıyla en uygun tasarım elde edilmeye çalışılmıştır. Optimizasyon sonucundaçarpışma şiddeti derecesi (ASI) ve ağırlık minimum olacak şekilde bir optimumtasarım elde edilmiştir.

The guardrail systems are being designed to keep the vehicles moving in the traffic inthe road and to reduce the risk of injury during an accident. The crash performancesof these systems were determined with tests and simulations which were performedaccording to EN 1317 European Roadside Safety Standards. In this study, crash testsof a guardrail system, which has H1 containment level, were simulated and newdesigns were performed to improve the crash performance. Steel posts with differentcross-sectional design, steel W-Beam, connection plates and bolts were used.Guardrail systems were designed with 25 different post sections with different designvariables and the distance between the posts was designed as 2.00 m for the analysis.Three dimensional solid models have been prepared in CATIA while finite elementmodels have been built up with HYPERMESH. TB11 and TB42 crash analysis wereperformed with RADIOSS software according to EN 1317 standards.25 different designs were evaluated according to weight, guardrail's working widthand acceleration severity index (ASI). 2 of 25 designs were found to be unsuccessfulto keep the vehicles on the road during the collision, so excluding these models, theoptimum design has been trying to obtained over 23 models with gravitational searchalgorithm, which is one of the heuristic optimization methods. As a result ofoptimization, an optimum design was obtained which has minimum weight andacceleration severity index value (ASI).