Raylı sistemlerde tekerlek-ray arasındaki aşınma
Wheel-rail wear in railway systems
Yazar: MEHMET ZAHİD HAMARAT
Danışman: PROF. DR. RAHMİ GÜÇLÜ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Aşınma, raylı sistem sektöründe cevabı aranan en önemli mühendislik problemlerinden biridir. Birçok ekipman ya da sistem bundan direkt etkilenmektedir. Özellikle araç tekerleği ile rayda meydan gelen aşınmalar bu anlamda dikkat çekicidir.  Araç dinamiğini ve güvenliğini etkilemesi, bakım maliyetlerini artırması nedeniyle üreticiler ve işletmeciler tarafından uzun süredir çözülmek istenen ve ancak son zamanlarda üzerinde çalışabilen temel bir problemdir.  Ray-tekerlek arasındaki ilişkinin non-lineer olması ve aşınmanın bu ilişkiye bağlı olması, çok uzun sürelerde gözlenebilmesi, aşınma sorununun zorluğunu göstermektedir. Günümüzde bilgisayar destekli programların etkin olarak kullanılabilmesi ile bu zorluk bir derece azalmış olsa da tamamen ortadan kalkmış değildir.  Bundan dolayı aşınma üzerine yapılan çalışmalar pratik mühendislik çalışmasına dönüştürülememektedir. Bugün gelinen noktada, dünyada bu konuda yapılan birçok çalışmada işe yarayabilecek çok fazla data elde edilmiş ve problemin pratikliğe dökülmesine yönelik biraz daha yaklaşılmıştır. Lakin ülkemizde ise bugüne kadar bu konuda yapılan herhangi bir çalışma ile karşılaşılmamıştır. Raylı sistemlerin ülkemizde artan payı ve önemini dikkate alırsak aşınma konusunda böyle bir çalışmaya ihtiyaç vardır diyebiliriz.
Bu tez kapsamında ilk olarak aşınma konusunda literatürde yapılan çalışmalara bakılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, çeşitli yöntemler arasından yüksek lisans çalışması kapsamında uygun gözüken, bilgisayar destekli aşınma tahmininin çalışılmasına karar verilmiştir. Bunun için ilk olarak İstanbul Ulaşım AŞ'ye ait bir tramvay hattı seçilmiş ve hatta ait bilgiler toplanmıştır. Daha sonra bu bilgiler ışığında temas mekaniği üzerine dinamik analiz yapılmış ve çıkan sonuçlar değerlendirilerek aşınma ortaya konmuştur. Son olarak ise bulunan aşınma değerleri tekerlek profiline işlenmiş, tekerlek profilinin değişimi gözlenmiş ve gerçek durumla bir karşılaştırma yapılarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
Wear is the most important problem of which solution is seek in the railway transportation market. Most equipments and systems are affected directly by wear. In this sense, especially the wear occurred on vehicle wheels and rail is remarkable. Due to increase in maintenance cost and effects on vehicle dynamics and safety, producers and operators have been working to solve this basic problem for long time. Wear is a long-term problem depending on rail-wheel interface relation which is non-linear, which shows the grade of complexity of the problem. Today, usage of computer aided analysis decreases the complexity but it is not sufficient to solve the problem completely. So, for now, studies on wear can not be used in practical application. However, today in the world literature, a lot of useful data is collected about this subject and solution is possible for practical application in near future. Unfortunately, no study is encountered in Turkish literature. Thus regarding increase in railway transportation importance and share in Turkey, this kind of study is necessary.
In the scope of this study, first, literature is scanned and among the wear models, computer aided wear prediction is chosen, which is proper and enough for master thesis. And then, a tramline operated by Ulasim is picked and all data is gathered for this line. After that, dynamic analysis of contact are carried out for track and vehicle, depending on the data. Then results from dynamic analysis is used for calculation of wear. Finally, calculated wear is graved on wheel profile, profile evolution is investigated and comparison is made between real and simulated wear rates.