Yuvarlanmaya karşı koruyucu yapılara (ROPS) uygulanan simülasyon tekniklerinde etkili parametrelerin belirlenmesi
The determination of influential parameters of simulation technics applied on roll over protective structures (ROPS)
Yazar: MEHMET YAŞARTEKİN
Danışman: PROF. DR. HASAN HÜSEYİN SİLLELİ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bilgisayar destekli benzetim = Computer aided simulation ; FEM kuralları = FEM rules ; Test yöntemleri = Test methods ; Testler = Tests ; Traktörler = Tractors ; Yapısal analiz = Structural analysis ; Yüksek mertebeli sonlu elemanlar = Higher order finite elements

Özet:
Tarımda, traktör devrilmesi en büyük risklerden biridir ve genellikle çok ciddi yaralanma ya da ölümle sonuçlanmaktadır. Yuvarlanmaya karşı koruyucu yapıların emniyet kemeri ile birlikte kullanımı kazalarda ölümlerin önlenmesinde bilinen en iyi yöntemdir. Standartlar ve yönetmelikler, ilgili yapının bir test platformunda doğrudan test edilmesini zorunlu tutmaktadır. Ancak son yıllarda gelişen sanal simülasyon teknikleri, maliyet ve zaman açısından yarar sağlamanın yanı sıra farklı koşullarda birden çok simülasyon yapılabilmesine de olanak sağlayabilmektedir. Genel olarak sanal simülasyon metotlarının geçerlilikleri, teknik içeriklerinin ne kadar iyi tanımlandığı ve doğrulama tekniklerinin ne kadar gerçek test sonuçlarıyla uyumlu olduğuyla yakından ilişkilidir. Bu çalışmada, gerçek test sonuçları ile uyumlu sanal simülasyon test yöntemleri ortaya koyulması hedeflenmiştir. Farklı modelleme yaklaşımları ve farklı çözüm yaklaşımlarından dolayı simülasyon sonuçlarında ortaya çıkan hataları azaltmak ya da yok etmek açısından, sanal simülasyon yöntemlerinin standart yöntemler ile gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu bakımdan gerçek fiziksel testleri gerçekleştirilmiş 2 adet koruyucu kabin için farklı parametrelere sahip sanal simülasyonlar gerçekleştirilerek; gerçek test sonuçları ile sanal simülasyon sonuçları karşılaştırılmış ve farklı parametrenin sanal simülasyon sonuçları üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, analiz sonuçları üzerindeki en önemli etkilerin malzeme modellemesine, kullanılan sonlu eleman tipine ve sınır koşullarının gerçekçi modellenmesine bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Koruyucu kabin direngenliği, yüklemenin her adımında değiştiği için, simülasyonlarda da kabin yapısı direngenliğinin deformasyona bağlı olarak değişken olarak modellenmesi gerektiği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
In agriculture, over tuning of tractor is one of the biggest risks and generally it results as injury and death. The use of roll over protective structures in conjunction with the safety belt is the best known method for preventing deaths in the accident. Testing of given structure on a test platform is obligatory according to standards and regulations. However, the implementation of reliable simulation techniques developed in recent years, as can provide cost and time benefits may also allow multiple simulations can be done in different conditions. Overall validity of virtual simulation methods is closely related to how to defined the technical contents and how compatible of the verification techniques with actual test results. In this study, it is aimed to introduce a virtual simulation test method which is compatible with the actual test results. In terms of reducing the errors on a simulation arising different modelling and solution approaches should be carried out by standard methods of virtual simulation methods. In this respect, virtual simulations with different parameters have been performed for 2 roll over protective cabins that have real physical tests results; real simulation results and virtual simulation results were compared and the effects of different parameters on virtual simulation results were observed. As a result, it has been observed that the most important effects on the results of simulation depend on material modeling, type of finite element used and the realistic modeling of boundary conditions. It has been revealed in the simulations that the stiffness of the cabin structure should be modeled variable depending on the deformation steps since the stiffness of the protective cabin changes at every step of the loading.