بررسي رفتار ديناميكي وسيله نقليه ريلي تحت تاثير تراورسهاي آويزان

دكتري

امروزه با پيشرفت هاي صورت گرفته در صنعت راه آهن و افزايش سرعت قطارها، مباحث طراحي خط راه¬آهن و وسيله نقليه ريلي نيز اهميت خاصي پيدا كرده است. يكي از عيوبي كه در اثر عدم نگهداري مناسب، شرايط آب و هوايي منطقه و ... به وجود مي¬آيد، عدم وجود تكيه گاه مناسب تراورس ها يا تراورس¬هاي آويزان مي باشد. در اثر وجود چنين عيوبي در خطوط راه¬آهن بالاستي، شرايط بهره¬برداري از خط دچار اختلال مي¬شود و عملكرد ديناميكي وسايل نقليه ريلي را تحت تاثير خود قرار مي دهند. با بررسي پژوهش¬هاي بعمل آمده در سالهاي گذشته تا به امروز، مي¬توان دريافت كه بيشتر اين پژوهش¬ها در زمينه اثر تراورس¬هاي آويزان بر روي عملكرد اجزاي خط و اندركنش خط-قطار بوده و توجه كمتري بر روي عملكرد وسايل نقليه ريلي صورت پذيرفته است. لذا در اين مطالعه با استفاده از مدل سه بعدي خط و قطار به بررسي عملكرد ديناميكي وسيله نقليه ريلي پرداخته شده است. براي انجام اين مطالعه با استفاده از تست ميداني بر روي خط بالاستي و وسيله نقليه ريلي، نتايج مدلسازي عددي صحت سنجي شده است. مدلسازي عددي با بهره¬گيري از دو نرم افزار المان محدود (ANSYS) و نرم¬افزار ديناميكي (SIMPACK) انجام پذيرفته است. استفاده از اين نرم افزارها اين امكان را ميسر مي¬سازد تا بتوان وجود تراورس¬هاي آويزان را بر روي بستر انعطاف پذير خط ترسيم و مدلسازي نمود. لذا در اين مطالعه با بررسي رفتار وسيله نقليه ريلي تحت تاثير تراورس هاي آويزان ، مباحثي همچون شاخص راحتي سفر، ناهمواري هاي موجود در سطح ريل با توجه به مقررات سازمان ملي آمريكا و كاريوگيشن ريل مورد توجه قرار گرفته و نتايج بدست آمده نشان مي¬دهند كه جابجايي ريل با در نظر گرفتن تعداد تراورس¬هاي آويزان و سرعت وسيله نقليه رفتار متفاوتي دارد. اين در حالي است كه هنگامي كه تعداد تراورس¬هاي آويزان كمتر از 4 عدد باشد، اثر سرعت بر روي جابجايي ريل ناچيز بوده ولي با افزايش تعداد تراورس¬هاي آويزان، جابجايي ريل افزايش مي¬يابد. در اين شرايط، در صورتي كه وسيله نقليه با سرعت km/h30 و 110 بر روي خطي كه داراي 6 تراورس آويزان است، عبور نمايد، نيروي تماسي چرخ-ريل نسبت به خط داراي يك تراورس آويزان به ترتيب 8% و 67% افزايش پيدا خواهد نمود. همچنين شتاب كابين راننده در چنين شرايطي به ترتيب371% و 917% افزايش خواهد نمود و در صورتي كه لازم باشد شاخص راحتي سفر در خط داراي يك تراورس آويزان در محدوده كمتر از "ناراحتي" قرار گيرد، سرعت وسيله نقليه مي¬بايست كمتر از km/h70 باشد. با بررسي نيروي تماسي چرخ-ريل در خطوطي كه داراي ناهمواري كلاس يك و تراورس آويزان مي¬باشد، مي¬توان دريافت كه اثر كلاس يك ناهمواري خط بر روي افزايش نيروي تماسي چرخ-ريل بيشتر از اثر تراورس¬هاي آويزان مي¬باشد. به بيان ديگر، تغييرات نيروي تماس چرخ-ريل در صورت وجود ناهمواري كلاس يك خط، اثر غالبي نسبت به خط راه¬آهني دارد كه داراي تراورس¬هاي آويزان مي¬باشد. علاوه بر اين، در خطوطي كه به صورت همزمان داراي تراورس آويزان و كاريوگيشن ريل مي¬باشند، روند تغييرات نيروي تماسي چرخ-ريل در محدوده¬هاي سرعتي مختلف، متفاوت مي¬باشد. به عنوان مثال، در صورتي كه خط داراي كاريوگيشن با طول موجهاي mm80 با دامنه mm05/0، mm120 با دامنه mm05/0 و mm1/0 باشد، افزايش نيروي تماسي چرخ-ريل در خط داراي شش تراورس آويزان نسبت به خط داراي يك تراورس آويزان در سرعت km/h 90 به ترتيب برابر است با 41، 30 و 28درصد.

195816

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر جبارعلي ذاكري

مهندسي راه آهن- مهندسي ماشينهاي ريلي

دكتر مجيد شهروي