مدلسازي حرارتي و طراحي ديسك ترمز بهينه در قطارهاي تندرو در حالت واقعي عملكرد

كارشناسي ارشد

تجزيه و تحليل حرارتي تقريبا در هر نوع از فرآيندهاي فيزيكي نقش دارد و مي‌توان آن را عامل محدود كننده براي بسياري از فرآيندها دانست، علاوه بر اين، اثرات حرارتي در اغلب موارد به عنوان يك نتيجه از ديگر پديده‌هاي فيزيكي در سيستم ترمز ظاهر مي‌شود. با توجه به گراديان دماي بالاي توليد شده به علت بار محوري زياد و همچنين افزايش سرعت در قطارهاي سريع السير موجب پيدايش نقاط داغ مي‌شود كه اين نقاط مستعد ايجاد ترك بوده و باعث كاهش عمر كاري ديسك مي‌شود. بنابراين، مطالعه آناليز حرارتي در ترمز ديسكي از اهميت حياتي برخوردار است. پيش بيني دقيق حداكثر درجه حرارت براي طراحي سيستم ترمز، به ويژه براي ديسك و لنت وچگونگي رسيدن ديسك در حال چرخش با سرعت بالا به نقطه اي از اين درجه حرارت بسيار مهم است. از اينرو بررسي انواع مختلف پره ديسك به منظور بدست آوردن پره بهينه از كارهاي انجام شده مي‌باشد. در اين تحقيق با توجه به عملكرد واقعي سيستم ترمزي قطارهاي پرسرعت، بمنظور محاسبه بيشترين دماي كاري ديسك در مدهاي مختلف ترمزگيري، مي توان از مد ترمزگيري اضطراري كه در آن ترمز ديسكي به تنهايي و از همان ابتداي ترمزگيري از سرعت 350 كيلومتر بر ساعت وارد مدار مي گردد، در تحليل و شبيه‌سازي استفاده نمود. بدين منظور براي بدست آوردن رفتار دمايي ديسك ترمز، ابتدا به حل معادلات حرارتي در مختصات استوانه‌اي با شرايط مرزي ديسك توپر با روش حل جدايي متغييرها پرداخته مي‌شود. همچنين در ادامه حل تحليلي مي توان با اعمال ضريب جابجايي خنك كاري بدست آمده از ديسك پره‌دار، به پروفيل دمايي ديسك پره‌دار نزديك‌تر شد. با توجه به هندسه و شرايط مرزي پيچيده مسئله (ديسك پره‌دار)، نياز به استفاده از حل‌هاي عددي داريم، براي شبيه سازي و حل عددي، نرم افزار آباكوس مورد استفاده قرار گرفته است. بيشينه دماي ديسك به حدود 750 درجه سانتيگراد مي رسد. نتايج نتايج حاكي از آن است كه دما در حالت فشار يكنواخت بيشتر از حالت سايش يكنواخت بدست آمده ولي بطور كلي ميانگين دمايي دو حالت با هم برابر مي‌باشد.

188763

دانشگاه علم و صنعت ايران

ماشين هاي ريلي

دكتر محمد رضا طلايي