Yeni nesil otokorkuluk sistemlerinin çarpışma analizleri ve sezgisel optimizasyon yöntemleri kullanılarak geliştirilmesi
Development of next generation guardrail systems using crash analysis and heuristic optimization methods
Yazar: ENES KURTULUŞ
Danışman: DOÇ. DR. ALİ RIZA YILDIZ
Bursa Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Otokorkuluk sistemleri, trafikte seyreden farklı tiplerdeki araçları olası bir kaza anında
karayolu içerisinde tutup, meydana gelecek yaralanma risklerini azaltmak için özel
olarak tasarlanan güvenlik sistemlerindendir. Bu sistemlerin çarpışma
performanslarının belirlendiği testler ve simülasyonlar EN 1317 Avrupa Yolkenarı
Emniyet Sistemleri standartlarına uygun olarak gerçekleştirilmek durumundadır. Bu
çalışmada H1 koruma sınıfına sahip bir otokorkuluk sisteminin bilgisayar ortamında
çarpışma testleri simüle edilmiş ve çarpışma performansını arttırmaya yönelik
tasarımlar gerçekleştirilerek sonuçlar incelenmiştir. Tasarımda farklı kesitlere sahip
çelik dikme profil, çelik ray, bağlantı plakası ve cıvatalar kullanılmıştır.
Analizler için farklı tasarım değişkenleriyle tasarlanmış 25 farklı kesite sahip dikme
profili oluşturulmuş, dikme aralıkları 2.00 m alınmış ve otokorkuluk sistemleri buna
göre tasarlanmıştır. Üç boyutlu katı modeller CATIA ile tasarlanmış, sonlu eleman
modelleri HYPERMESH ile oluşturulmuş, EN 1317 standardında belirtilen çarpışma
testlerinden TB11 ve TB42'ye göre çarpışma simülasyonları RADIOSS ile
gerçekleştirilmiştir.
Oluşturulan 25 farklı tasarım; ağırlık, otokorkuluk çalışma genişliği ve çarpma
şiddetine (ASI) göre değerlendirilmiştir. 25 tasarımdan 2 modelde otokorkuluk
sisteminin aracı yolda tutmada başarısız olduğu gözlenmiş, bu modeller hariç tutularak
mevcut 23 tasarım üzerinden sezgisel optimizasyon metotlarından yerçekimsel arama
algoritmasıyla en uygun tasarım elde edilmeye çalışılmıştır. Optimizasyon sonucunda
çarpışma şiddeti derecesi (ASI) ve ağırlık minimum olacak şekilde bir optimum
tasarım elde edilmiştir.

Abstract:
The guardrail systems are being designed to keep the vehicles moving in the traffic in
the road and to reduce the risk of injury during an accident. The crash performances
of these systems were determined with tests and simulations which were performed
according to EN 1317 European Roadside Safety Standards. In this study, crash tests
of a guardrail system, which has H1 containment level, were simulated and new
designs were performed to improve the crash performance. Steel posts with different
cross-sectional design, steel W-Beam, connection plates and bolts were used.
Guardrail systems were designed with 25 different post sections with different design
variables 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 element
models have been built up with HYPERMESH. TB11 and TB42 crash analysis were
performed with RADIOSS software according to EN 1317 standards.
25 different designs were evaluated according to weight, guardrail's working width
and acceleration severity index (ASI). 2 of 25 designs were found to be unsuccessful
to keep the vehicles on the road during the collision, so excluding these models, the
optimum design has been trying to obtained over 23 models with gravitational search
algorithm, which is one of the heuristic optimization methods. As a result of
optimization, an optimum design was obtained which has minimum weight and
acceleration severity index value (ASI).