بررسي اندركنش ديناميكي چرخ و ريل با استفاده از مدل ضربه- تماس

دكتري تخصصي

در نظر گرفتن اندركنش ديناميكي چرخ و ريل به منظور تعيين نيروهاي تماسي و تخمين صحيح پاسخ هاي ديناميكي خط و قطار، از مواردي است كه در تحليل ديناميكي خط و قطار مورد توجه قرار گرفته است. در ناهمواريهاي با طول موج كوتاه و يا در مواردي كه ناپيوستگي از قبيل درزها، شكستگي ريل و .... وجود داشته باشد استفاده از تئوري هاي تماسي متداول امكان پذير نبوده و در نظر گرفتن اثر ضربه در اندركنش ديناميكي چرخ و ريل ضروري مي باشد. دراين پژوهش با ارئه يك مدل سه بعدي از چرخ و ريل به بررسي اندركنش ديناميكي چرخ و ريل در مجاورت شكستگي ريل ، نيروهاي تماسي بين چرخ و ريل و نيروهاي ايجاد شده در اجزا خط پرداخته مي شود. مدل سازي عددي مساله اندركنش خط و قطار در ناحيه ريل شكسته با استفاده از نرم فزار جزء محدود Abaqus صورت مي پذيرد. اعتبار سنجي مدل عددي با استفاده از مقايسه نتايج با مراجع معتبر و نتايج تست ميداني صورت گرفته است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد مدل عددي مي تواند تخمين قابل قبولي از نيروهاي ضربه داشته باشد. به منظور تعيين اثر پارامترهاي خط، ناوگان و شرايط شكستگي بر نيروهاي ضربه-تماس، اثر مشخصات لايه بالشتك و بالاست، فاصله تراورس ها، اثر مدل رفتاري مصالح، سرعت عبوري، بار محوري،قطر چرخ، موقعيت شكستگي ريل بين دو تراورس، اثر استفاده از وصله ريل در شرايط تعمير موقت و ....مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد سرعت مهمترين پارامتر ناوگان در نيروهاي ضربه وارده به ريل بوده و با افزايش سرعت نيروهاي ضربه بطور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد. با افزايش بار محوري نيز نيروهاي ضربه افزايش يافته در حاليكه ضريب افزايش ديناميكي كاهش مي يابد. همچنين سختي بالاست مهمترين پارامتر تاثير گذار خط مي باشد كه با افزايش آن نيروهاي ضربه كاهش مي يابد. بر اساس نتايج بدست امده عدم در نظر گرفتن رفتار غير خطي بالشتك بخصوص در بالشتكهاي نرم منجر به تخمين كمتري از نيروهاي ضربه نسبت به رفتار واقعي خط مي گردد. علاوه بر اين نتايج نشان مي دهد كه در موقعيت شكستگي ريل در وسط فاصله تراورس ها، نيروهاي ضربه نسبت به موقعيت شكستگي در بر تراورس به نصف كاهش مي يابد. كاهش سرعت عبوري، كاهش فاصله تراورس ها، قرارگيري شكستگي در وسط دو تراورس و استفاده از وصله ريل منجر به كاهش طول جدايش چرخ و ريل و خطر خروج از خط مي گردد.

194538

دانشگاه علم و صنعت ايران

خط و سازه‌هاي ريلي

دكتر جبارعلي ذاكري