TEKNİK RAPOR ULUKUR REFÜJ BAŞI ÇARPMA YASTIĞI TASARIMININ ARAÇ ÇARPIŞMA TEST PERFORMANSININ İNCELENMESİ 1. GİRİŞ VE ÇARPMA YASTIĞI TANITIMI Çarpma yastık tasarıları genel olarak yol ana güzergâhından ayrılmalar olduğu durumlarda ana ve tali yolun birleşim bölgesindeki engellere araç çarpmasını önlemek ve çarpan aracın enerjisini yutarak yavaşlatmak amacıyla kullanılan yol güvenlik sistemleridir. Türkiye de yerli olarak üretilmiş ve CE belgesi almış ürünler bulunmamaktadır ve bu sebepten dolayı ithal ve oldukça pahalı çarpma yastıkları ülkemizde kullanılmaktadır. Bu ithal ürünlerin yedek parçaları da oldukça pahalıdır. İstanbul da yakın zamanda Ulukur isimli firma plastik ağırlıklı bir çarpışma yastığı imal ettiğini belirtmiş ve yeterliğinin belirlenmesi için Üniversitemize başvurmuştur. Firma tarafından üretilen, %95-97 oranındaki kısmı plastikten oluşan ve Şekil 1 de detaylı çizimleri verilen Ulukur Refüj Başı Çarpma Yastığı (URÇY) birbirine eklenerek istenen uzunlukta üretilebilen modüler bloklardan oluşmaktadır. URÇY sisteminin şehir trafiğin akış hızına göre üç adetli bloktan, 10-12 bloğa kadar çoğaltılabileceği bildirilmiştir. Şekil 1 den görüleceği gibi trafiğe en yakın yere yerleştirilen ilk blok diğer bloklardan farklı olarak daha yüksek üretilmiştir. Ön yüzü 1230 mm, arka yüzü 710 mm yükseklikte, 815 mm genişlikte ve 717 mm uzunlukta üretilen başlık parçası çarpma yastığının varlığına dikkat çekmek için sistemin en önünde durmaktadır. Ara bloklarda yükseklik ve genişlik ilk blokla aynı iken uzunluk 650 mm olarak üretilmiştir. Sistemin toplam uzunluğu ise eklenecek ara blokların sayısına göre 3 blok için 2017 mm den başlayarak 12 blok için 7867 mm ye kadar uzayabilmektedir. Şekil 2 de gösterildiği gibi tasarımın plastik blokları içerisine araç darbesini sönümleyebilmek için 4 adet hava yastığı yerleştirilmiştir. Her bir hava tüpünde hava tahliye deliği mevcut olup diziliş esnasında önde olan başlık içindekilerin delikleri büyük olup geriye doğru olan hava tüplerin delikleri ufalmaktadır. Bu sistem ile en iyi süspansiyon yaratmak mümkün olmaktadır. Sistemin en arkasında bloklara destek sağlayabilmek için çelikten imal edilmiş destek duvarı bulunmaktadır ve bu eleman yere sağlam şekilde cıvatalarla bağlanmıştır. Sistemde ayrıca 4 adet 20 mm çapında halat kullanılmıştır. 2 adet halat sistemin iki yanında yanal stabilite sağlamak için diğer iki halat sistemin altında darbe esnasında yerden yükselmesini önlemek amacıyla yerleştirilmiştir. Şekil 2 ve 3 te gösterildiği gibi tüm halatlar sistemin arkasındaki destek duvarından başlayarak ön tarafında yere çakılan ankrajlara kadar uzanacak şekilde tasarlanmıştır. Şekil 4 te test için hazırlanan URÇY sistemin görüntüsü sunulmaktadır.
Bu rapor URÇY üreticisi için hazırlanmış olan ve sistemin darbe davranışını özetleyen teknik bir rapordur. (a) (b) (c) Şekil 1. Ulukur Refüj Çarpma Yastığı Parçalarının Detayları (a) Refüj Başı Parçası, (b) Ara Modüller ve (c) Montajlanmış Sistem
Şekil 2. Ulukur Refüj Başı Çarpma Yastığını Oluşturan Parçaların Görüntüsü Ara Bloklar Destek Duvarı Halatlar Başlık Şekil 3. Testte Kullanılan Ulukur Refüj Başı Çarpma Yastığı Parçalarının Görüntüsü Şekil 4. Montajlanmış Ulukur Refüj Başı Çarpma Yastığının Görüntüsü 2. ÇARPIŞMA TEST DETAYLARI 05.05.15 Salı günü İstanbul Pendik te açık havada 25 derece sıcaklıkta Ulukur firması tarafından geliştirilen tümüyle plastikten imal edilmiş ve çelik halatlarla güçlendirilmiş refüj başı çarpma yastığı testleri yapılmıştır. Literatürde çarpma yastıklarının araç çarpması durumunda yeterliğinin belirlenebilmesi için Türkiye de kullanılması zorunlu olan Avrupa Çarpışma Test Standardı TS EN 1317 kullanılmaktadır. Bu standart bir performans standardıdır ve 3. kısmı çarpma yastıklarının nasıl test edileceğini ve ortaya çıkacak sonucun nasıl yorumlanacağını belirlemektedir. Tablo 1 de 50 km/sa hızda yapılacak testlere ait bilgiler sunulmaktadır.
URÇY sisteminin yeterliğinin belirlenmesi için yapılan testler olabildiğince TS EN1317 standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Standardın 3. kısmında anlatılan ve Tablo 1 de sunulan detaylara göre yapılacak ilk test TC1.1.50 dir. Bu testte 900 kg ağırlığındaki bir binek araç 50 km/saat hızda çarpma yastığına tam ortadan çarpacaktır. Bu testte iki değer ölçülmektedir. İlk ölçüm aracın çarpma sonrası çarpma yastığının iki tarafından ne kadar uzağına geçtiğidir. Bu mesafenin 4 metreden az olması istenen bir durumdur. İkinci ölçüm yapılacak konu ise araç içerisine yerleştirilen 3 boyutlu ivmeölçerden elde edilecek verilerden yaralanma risklerinin hesabıdır. Standartta belirtilen ikinci test ise TC4.2.50 testidir. Bu testte ise 1300 kg ağırlığındaki bir binek araç 50 km/saat hızda çarpma yastığının yan tarafından uç tarafından 1/3 lük kısmına denk gelecek şekilde çarpacaktır. Bu testte sadece çarpma yastığında esneme sonrasında oluşan kalıcı deformasyon ölçülmektedir. İstenen değer en fazla 0.5 metredir. Yapılacak TC1.1.50 ve TC4.2.50 testlerinin sonuca göre URÇY sisteminin yeterliği konusunda yorum yapılabilecektir. Tablo 1. TS EN1317 kısım 3 te yapılması istenen test detayları Test Kodu Yaklaşım Detayı Taşıt Kütlesi (kg) Taşıt Hızı (km/sa) TC1.1.50 Önden merkezi 900 ± % 3 50 ± % 3 TC4.2.50 15 derece açı ile yandan 1/3 mesafeye 1300 ± % 3 50 ± % 3 2.1 TC1.1.50 TESTİ Bu test için Ulukur 950 kg ağırlığında binek bir araba kullanmıştır. Arabanın içindeki aksamlar sökülerek ağırlığı istenen seviyeye indirilmiştir. Şekil 5 te gösterildiği gibi araç çarpma yastığından 60 metre uzaktaki parkur başından hareketine başlamıştır. Araba altına takılan bir halat ve makara sistemi yardımıyla bir çekici tarafından çekilerek hızlanlandırılmıştır. Arabanın her iki tarafında gergin kılavuz halatları kullanılarak aracın hızlandığında güzergâh değiştirmesi önlenmiş ve tam planlandığı gibi çarpma yastığına çarpması sağlanmıştır. Arabanın URÇY sistemine çarpıktan hemen sonra Şekiller 6 ve 7 de görüleceği gibi sistemin tüm modüllerini hareket ettirmiş fakat sadece ilk 2 modülde kalıcı deformasyonlar oluşmuştur. Araç sisteme küçük bir hasar verdikten sonra yavaşlayarak durmuş ve bir miktar geri hareket etmiştir. Aracın çarpma sonrası sistemin her iki yanında ilerleme miktarı standartta belirlenen 4 metrenin altında çıktığı için performans seviyesi en uygun olan Z1 olarak kaydedilmiştir. Test esnasında araç içerisinde bulunan 3 boyutlu ivmeölçerden de datalar toplanmış ve bu datalar doğrultusunda Kaza Yaralanma İndeksi olarak anılan ASI değeri hesaplanmıştır. TS EN1317 kısım 3 e göre
değerlendirildiğinde TC1.1.50 testinde ASI değeri 0.85 olarak hesaplanmış ve bu değer 1.0 dan küçük olduğundan yaralanma indeksi en düşük risk değeri olan A sınıfı olarak belirlenmiştir. Şekil 5. TC1.1.50 Testinin Yapılışı 0.000s 0.100s 0.200s
0.300s Yan görüntü Üst görüntü Şekil 6. TC1.1.50 Test Görüntüleri Şekil 7. TC1.1.50 Testi Sonrasında Araçta ve URÇY Sisteminde Oluşan Basit Hasar 2.2 TC4.2.50 TESTİ Bu test için Ulukur 1280 kg ağırlığında binek bir araba kullanmıştır. İlk testte sadece tamponu ezilen araç içerisine sökülen aksam koyularak 15 derecelik yandan çarpma testi için hazırlanmıştır. TC1.1.50 testi sonrasında hasar alan URÇY sisteminin tamiri hızla yapılmış ve Şekil 8 de gösterildiği gibi sistem 15 derece döndürülerek yere ankrajlanmıştır. Tüm hazırlıklar tamamlandığında araç çarpma yastığından 60 metre
uzaktaki parkur başından hareketine başlamış ve yine tam planlandığı gibi çarpma yastığına 15 derece açıyla 1/3 lük kısmından çarpmıştır. Aracın sisteme çarpma hızı 53 km/sa olarak ölçülmüştür. Arabanın URÇY sistemine çarpıktan hemen sonra Şekil 9 da görüleceği gibi sistemi yanal olarak deforme olmuş fakat bu deformasyon kalıcı olmamıştır. Araç sistemin yan tarafından kayarak ilerlerken tekerlek üzerine monte edilen çelik kılavuz parçası plastik modüllere kısmen takılmış ve araba daha fazla ilerleyememiştir. Çarpma neticesinde aracın ön kısmı hasar almış ve araç dönerek durmuştur. Bu durum testin sonucuna olumsuz bir etki oluşturmamıştır. Sonuç olarak Şekil 10 da görüleceği gibi URÇY sisteminde küçük bir hasar meydana gelmiş ve sistem kalıcı deformasyonu 0.5 metreden küçük çıktığı için performans seviyesi en uygun olan D1 olarak belirlenmiştir. Şekil 8. TC4.2.50 Testi İçin 15 Derece Döndürülerek Montajlanan URÇY Sistemi 0.000s 0.100s
0.200s 0.300s Yan görüntü Üst görüntü Şekil 9. TC4.2.50 Test Görüntüleri
Şekil 10. TC4.2.50 Testi Sonrasında Araçta ve URÇY Sisteminde Oluşan Hasar 3. SONUÇ VE UZMAN GÖRÜŞÜ