Raylı sistemler; metro, tramvay, banliyö ve yük taşımacılığı gibi kritik ulaşım altyapılarının bel kemiğini oluşturur. Bu sistemlerde güvenlik yalnızca dayanım ile sınırlı değildir; aynı zamanda konfor, titreşim davranışı, ray–teker uyumu, gabari sınırları, çarpışma güvenliği, aerodinamik etkiler, iklimlendirme performansı ve kaynak dayanımı gibi birçok disiplinin birlikte değerlendirilmesini gerektirir.
Bu çok boyutlu mühendislik problemlerinin çözümünde Sonlu Elemanlar Analizi (FEM), çok cisimli dinamik (MBD) ve ileri seviye yorulma hesaplama yöntemleri, modern raylı sistem tasarımının vazgeçilmez araçları haline gelmiştir.
Raylı sistem araçları ve altyapı bileşenleri, işletme ömürleri boyunca şu zorlayıcı etkilere sürekli maruz kalır:
Yüksek statik ve dinamik yükler
Sürekli tekrarlanan titreşimler ve şok etkileri
Hızlanma, frenleme ve viraj hareketleri
Ray pürüzlülüğü kaynaklı düzensiz kuvvetler
Çevresel faktörler (sıcaklık farkları, nem, korozyon)
Milyonlarca yük çevrimine bağlı yorulma (fatigue)
Bu etkiler, zamanla gövde, boji, kaynak dikişleri ve bağlantı elemanlarında çatlaklara, deformasyonlara ve performans kayıplarına neden olabilir.
FEM tabanlı mühendislik analizleri sayesinde bu riskler, henüz üretim başlamadan önce dijital ortamda öngörülebilir.
Raylı sistem bileşenlerinin maksimum yük altında dayanımını doğrulamak için yapılır.
Araç gövdesi ana taşıyıcı profilleri
Boji şaseleri
Kaplin ve bağlantı elemanları
Süspansiyon bağlantı noktaları
Amaç:
Gerilmelerin malzeme akma sınırını aşıp aşmadığını kontrol etmek ve güvenlik katsayılarını doğrulamak.
Yapının titreşim modlarını ve doğal frekanslarını belirlemek için uygulanır.
Rezonans riski olan frekans aralıkları tespit edilir
Süspansiyon ve boji tasarımı optimize edilir
Gürültü ve titreşim kaynaklı konfor problemleri azaltılır
Amaç:
Çalışma frekanslarının, sistemin doğal frekanslarıyla çakışmamasını sağlamak.
Gerçek işletme koşullarındaki titreşim yüklerini simüle etmek için kullanılır.
Ray pürüzlülüğü etkileri
Tekerlek–ray etkileşimi
Sürekli hız değişimleri
Amaç:
Titreşim kaynaklı hasarları ve uzun vadeli yorulma risklerini öngörmek.
Yolcu konforu, modern raylı sistem projelerinde en kritik kalite kriterlerinden biridir.
Gövde ivme seviyeleri (m/s²)
Dikey ve yatay titreşim spektrumları
ISO 2631 ve benzeri standartlara uygunluk
Süspansiyon parametre optimizasyonu
Amaç:
Titreşim ve sarsıntı seviyelerini yolcu konfor sınırları içinde tutmak.
Araçların virajlarda, süspansiyon hareketlerinde ve düzensiz ray koşullarında çevre yapılarla çarpışmamasını sağlamak için yapılır.
Araç salınım hareketleri
Maksimum yan ve düşey deplasmanlar
Tünel, peron ve altyapı mesafeleri
Amaç:
Araç–altyapı etkileşiminde güvenli mesafeleri doğrulamak ve çarpışma risklerini ortadan kaldırmak.
Ray profili ile tekerlek profili arasındaki temas davranışı, hem güvenlik hem de konfor açısından hayati öneme sahiptir.
Temas gerilmeleri
Kayma ve sürtünme davranışı
Aşınma öngörüleri
Stabilite ve raydan çıkma riski
Amaç:
Tekerlek ve ray ömrünü uzatmak, bakım maliyetlerini düşürmek ve sürüş stabilitesini artırmak.
Çarpışma güvenliği, özellikle şehir içi raylı sistemlerde kritik bir regülasyon konusudur.
EN 15227 standardına uygun çarpışma senaryoları
Düşük ve orta hız çarpışma analizleri
Enerji sönümleme mekanizmaları
Gövde deformasyon bölgeleri
Yolcu güvenliği kriterleri
Amaç:
Çarpışma anında yapısal bütünlüğü korumak, enerji emilimini kontrol altına almak ve yolcu yaşam alanlarını güvence altına almak.
Uluslararası standartlara uygunluk, raylı sistem projelerinde olmazsa olmazdır.
VDV 152: Boji yapısal yükleme ve dayanım kriterleri
EN 12663: Araç gövdesi yükleme senaryoları ve güvenlik katsayıları
EN 13749: Boji çerçevesi tasarım ve yapısal doğrulama kriterleri
Amaç:
Tasarımın regülasyonlara uygunluğunu doğrulamak ve sertifikasyon sürecini hızlandırmak.
Kaynaklı birleşimler, raylı sistem araçlarının en zayıf halkalarından biridir.
Kaynak dikişi geometrisi modelleme
Gerilme yoğunlaşması analizi
Yorulma sınıfı (FAT class) belirleme
Kaynak ömrü tahmini
DVS 1612 standardına uygunluk
Çarpışma yükleri altında kaynak güvenliği (EN 15227 ile ilişkili)
Amaç:
Kaynak bölgelerinde erken çatlak oluşumunu engellemek ve servis ömrünü güvence altına almak.
Araç sürüş güvenliği ve stabilitesi için dinamik performans analizleri gerçekleştirilir.
Yanal ve düşey ivme ölçümleri
Raydan çıkma riski değerlendirmeleri
Sürüş stabilitesi ve konfor kriterleri
Süspansiyon davranışı optimizasyonu
Amaç:
Araçların EN 14363 standardına uygun şekilde güvenli ve stabil çalışmasını sağlamak.
Yüksek hızlarda aerodinamik etkiler hem güvenlik hem de konfor açısından kritik hale gelir.
Araç çevresi hava akışı (CFD)
Basınç dalgalanmaları ve tünel etkileri
Yan rüzgâr stabilitesi
Aerodinamik sürükleme (drag) kuvvetleri
Gürültü ve akustik etkiler
EN 14067 standardına uygunluk
Amaç:
Aerodinamik stabiliteyi artırmak, enerji tüketimini azaltmak ve yüksek hız koşullarında araç güvenliğini doğrulamak.
Raylı sistem araçlarında yolcu konforu için HVAC sistem performansı standartlara göre doğrulanır.
Soğutma ve ısıtma kapasite testleri
İç ortam sıcaklık dağılımı
Nem ve hava kalitesi ölçümleri
Farklı dış ortam koşulları altında performans değerlendirmeleri
Isıl konfor simülasyonları (CFD)
EN 14750 standardına uygunluk
Amaç:
Her işletme koşulunda yolcu konforunu güvence altına almak ve HVAC sistem verimliliğini doğrulamak.
FEM tek başına çoğu zaman yeterli değildir.
Bu nedenle raylı sistem projelerinde çok cisimli dinamik (MBD) yazılımları (ör. RecurDyn) ile entegre analiz yaklaşımı uygulanır:
Araç hareketleri → MBD ile hesaplanır
Elde edilen yükler → FEM modeline aktarılır
Yapısal tepkiler → Gerçekçi sınır şartlarıyla çözülür
Bu sayede simülasyon sonuçları, saha verileri ve fiziksel testlerle çok daha uyumlu hale gelir.
FETECH İleri Mühendislik olarak, raylı sistem sektörüne özel uçtan uca mühendislik çözümleri sunuyoruz.
ANSYS, LS-DYNA, RecurDyn, CivilFEM ve Endurica gibi ileri mühendislik yazılımlarıyla:
Statik ve dinamik mukavemet analizleri
Modal, titreşim ve konfor analizleri
Dinamik gabari ve ray–teker uyumu analizleri
Çarpışma ve darbe simülasyonları (EN 15227)
Boji ve araç gövdesi analizleri (VDV 152, EN 12663, EN 13749)
Kaynak dayanım ve yorulma hesaplamaları (DVS 1612)
Araç dinamiği analizleri (EN 14363)
Aerodinamik analizler (EN 14067)
İklimlendirme (HVAC) analizleri ve performans testleri (EN 14750)
gerçekleştiriyoruz.
Ayrıca yalnızca proje bazlı analiz değil; bu yazılımların satışı, kurulumu, eğitimi ve teknik danışmanlığı hizmetlerini de tek çatı altında sunuyoruz.
Raylı sistemlerde yapısal güvenlik artık sadece “dayanıklı olsun” yaklaşımıyla sağlanamaz.
Modern projelerde; konfor, titreşim, gabari, çarpışma güvenliği, aerodinamik performans, iklimlendirme verimliliği ve kaynak dayanımı birlikte ele alınmalıdır.
FEM tabanlı mühendislik analizleri sayesinde:
Güvenlik riskleri erkenden tespit edilir
Tasarım daha hafif ve optimize hale getirilir
Sertifikasyon süreçleri hızlanır
Bakım maliyetleri düşer
Pazara çıkış süresi kısalır