Design of a Metro Train and Structural Analysis of the Metro Vehicle Body by Finite Element Method

Muhammed Emin ARI; İsmail ESEN

doi:https://doi.org/10.47072/demiryolu.1018663

Makale detayları

Design of a Metro Train and Structural Analysis of the Metro Vehicle Body by Finite Element Method

Yazarlar:

Muhammed Emin ARI | İsmail ESEN

Yayıncı:

Demiryolu Mühendisleri Derneği

Ana Başlıklar:

Diğer mühendislik dalları

Dergi:

Railway Engineering 2022 Issue 15, pp.30-45

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2022

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000944449

Sıklık:

İki Yıllık

eISSN:

2687-2463

pISSN:

2149-1607

DOI:

https://doi.org/10.47072/demiryolu.1018663

Anahtar kelimeler:

Özet:

 

Since metros are high capacity, fast and large in size compared to other urban rail vehicles, the importance of body strength is very critical. In this study, a four-car metro system was designed and structural analyses of the vehicle body were carried out using the finite element method according to EN 12663-1 standard. Structural analyses were performed under three different conditions. the total mass of the 22.7 m long vehicle with all its equipment was 35000 kg, and the total passenger mass was calculated as 27020 kg based on the presence of 8 passengers per square meter, and the total total mass was taken as 62020 kg. Various sizes of SUS304 stainless steel profiles and sheet materials have been selected for the body carrier skeleton system of the vehicle. In the analysis; vertical loads were made on the passenger side of the vehicle body and horizontal compression loads were made on the bumper areas and maximum stress and displacement amounts were determined. It was found that in the passenger compartment of the car body, the maximum amount of stress in vertical loads is below the yield stress, but in the case of compression loading in the bumper area, the maximum stress is above the yield stress. In order to provide the necessary stress conditions for the design of the buffer zone and its surroundings, solution proposals have been made to revise the design.

 

Metrolar, diğer kent içi raylı araçlara göre yüksek kapasiteli, hızlı ve büyük boyutlu oldukları için gövde dayanımlarının önemi oldukça kritiktir. Bu çalışmada dört vagondan oluşan bir metro sistemi tasarlanmış ve araç gövdesinin EN 12663-1 standardına göre sonlu elemanlar yöntemiyle yapısal analizleri yapılmıştır. Yapısal analizler üç farklı koşulda incelenmiştir. 22,7 m uzunluğundaki aracın, tüm ekipmanlarıyla birlikte toplam kütlesi 35000 kg, metre karede 8 yolcu bulunma durumuna göre toplam yolcu kütlesi 27020 kg hesaplanarak genel kütlenin toplamı 62020 kg olarak alınmıştır. Aracın gövde taşıyıcı iskelet sistemi için değişik boyutlardaki SUS304 paslanmaz çelik profil ve sac malzemeler seçilmiştir. Analizde; araç gövdesinin yolcu bölümüne dikey yüklemeler, tampon bölgelerine de yatay olarak sıkıştırma yüklemeleri yapılarak maksimum gerilme ve yer değiştirme miktarları tespit edilmiştir. Araç gövdesinin yolcu bölümünde, dikey yüklemelerdeki maksimum gerilme miktarının akma gerilmesinin altında olduğu ancak tampon bölgesindeki sıkıştırma yüklemesi durumunda maksimum gerilmenin akma gerilmesinin üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Tampon bölgesi ve çevresinin tasarımında gereken gerilme şartlarını sağlamak amacıyla tasarımın revize edilmesi için çözüm önerilerinde bulunulmuştur.

Makale detayları

Design of a Metro Train and Structural Analysis of the Metro Vehicle Body by Finite Element Method

Yazarlar:

Muhammed Emin ARI | İsmail ESEN

Yayıncı:

Demiryolu Mühendisleri Derneği

Ana Başlıklar:

Diğer mühendislik dalları

Dergi:

Railway Engineering 2022 Issue 15, pp.30-45

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2022

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000944449

Sıklık:

İki Yıllık

eISSN:

2687-2463

pISSN:

2149-1607

DOI:

https://doi.org/10.47072/demiryolu.1018663

Metro train

Urban rail system

Computer aided design (CAD)

Finite element analysis (FEA)

Structural analysis

Static-strength analysis

Sayı

Makale detayları

Design of a Metro Train and Structural Analysis of the Metro Vehicle Body by Finite Element Method

Yazarlar: Muhammed Emin ARI | İsmail ESEN

Yayıncı: Demiryolu Mühendisleri Derneği

Ana Başlıklar: Diğer mühendislik dalları

Dergi: Railway Engineering 2022 Issue 15, pp.30-45

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 1/2022

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000944449

Sıklık: İki Yıllık

eISSN: 2687-2463

pISSN: 2149-1607

DOI: https://doi.org/10.47072/demiryolu.1018663

Metro train

Urban rail system

Computer aided design (CAD)

Finite element analysis (FEA)

Structural analysis

Static-strength analysis

Sayı

Yazarlar:

Muhammed Emin ARI | İsmail ESEN

Yayıncı:

Demiryolu Mühendisleri Derneği

Ana Başlıklar:

Diğer mühendislik dalları

Dergi:

Railway Engineering 2022 Issue 15, pp.30-45

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2022

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000944449

Sıklık:

İki Yıllık

eISSN:

2687-2463

pISSN:

2149-1607

DOI:

https://doi.org/10.47072/demiryolu.1018663