Tekerlek ve aks konfigürasyonuna bağlı olarak yolda oluşan deformasyonların sonlu elemanlarla analizi
Finite element analysis of strains consisted depending on tire and axle configurations in road
Yazar: SEDAT ÖZCANAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUHAMMET V. AKPINAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Ampirik yöntemler = Emprical methods ; Gerilme = Stress ; Mekanik modelleme = Mechanical modelling ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis

Özet:
Mekanistik-ampirik yöntem açısından; trafik yükünün yola aktarımı sağlayan tekerlek ve dingil çeşitlerinin bilinmesi, bu tekerlek ve dingil çeşitleri içinde en kritik olanlarının tespiti, trafik yükünün sınıflandırılması ve modellenmesinde kolaylık sağlayacaktır. Bundan dolayı bu çalışmada; en kritik tekerlek ve dingil tipi, arazi ve standart tek dingil yükü verileri ışığında, üç boyutlu (3D) sonlu elemanlarla modellenerek belirlenmeye ve tekerlek tipi olarak dual tekerleğin lastikleri arasındaki mesafenin artması veya azalması durumunda, gerilme-deformasyonlardaki değişimler gözlemlenerek, yol tabakalarındaki etkileri belirlenmeye çalışılmıştır. Bu çalışmada; trafikte seyreden ağır araçlardan alınan ölçümlere göre yapılan modellemelerde, gerilme-deformasyonlar açısından en tehlikeli tekerlekler genel olarak sırasıyla; tek tekerlek, yeni geniş tek tekerlek, dual tekerlek ve geniş tek tekerlek şeklindedir. Fakat eşit şartlarda, en kritik tekerlekler ise sırasıyla; tek tekerlek, geniş tek tekerlek, yeni geniş tek tekerlek ve dual tekerlek'tir. Ağır araçlarda kullanılan aks tipleri açısından, trafikteki yüklere göre en kritik akslar; tek tekerlekli tek aks, dual tekerlekli tek aks, geniş tekerlekli tridem aks ve dual tekerlekli tandem aks'tır. Dual tekerlek ara mesafesi değişimine bağlı yapılan analizde; mesafenin artmasıyla asfalt kaplama tabakası altında düşey gerilme değeri % 23, kritik çekme deformasyonu değeri ise % 32 oranında düşmüştür.Anahtar Kelimeler: Gerilme-Deformasyon, Mekanistik-Ampirik Tasarım, Tekerlek ve Dingil Konfigürasyonu, Sonlu Elemanlar, Ls-Dyna

Abstract:
From the aspect of mechanistic-empiricial method, the knowing of tire and axle configurations that suply transfer of traffic loading on road, and determining the most critical tire and axle type will make easy to classification and modeling of traffic loading. Thus, in this study, according to field measurements and equivalent single axle loads and being modeled by 3d finite elements, most critical tire and axle type were attempted to determine. Additionaly, in case of decreasing or increasing distance between the dual tires as tire type, it was attempted to determine the effects in the pavement layers by observing the changes of stress-strains. It was concluded that, in the modellings developed according to measurements taken from the heavy vehicles in traffic, generally the most critical tires in terms of horizantal and vertical stresses-strains are respectively: single tire, new wide-base tire, dual tire and super single tire. But, according to the models were developed under the same conditions, the most critical tires in terms of horizantal and vertical stresses-strains caused on the layers of asphalt are respectively: single tire, super single tire, new wide-base tire and dual tire. In terms of axle types especially used by heavy vecihles in traffic, the most critical axles according to the loads in traffic are; steering axle, single axle, tridem axle and tandem axle, respectively. According to the analysis due to the exchange of distance between dual tire; the increasing distance between dual tire significantly reduce vertical stress value about %23, and critical tensile strain value about %32 under the asphalt concrete layer of pavement.Key Words: Stress-Strain, Mechanistic-Empiricial Design, Tire and Axle Configurations, Finite Elements, Ls-Dyna