14428

14428

محاسبه سرعت بحراني قطارهاي پر سرعت از ديدگاه زيرسازي خط، به روش مدل‌سازي رياضي و المان محدود

كارشناسي ارشد

ماشين‌هاي ريلي

ارديبهشت1394

ارديبهشت1394

دكتر حبيب اله ملاطفي

راه آهن

چكيده در اين تحقيق براي محاسبه محدوده‌ي سرعت بحراني قطارهاي پر سرعت يك مدل رياضي ارائه شده است. اين مدل شامل ديناميك عمودي قطار، خط و زيرسازياست.مدل قطار در نظرگرفته‌شده داراي 10 درجه آزادي بوده و براي مدل‌سازي خط از روش المان محدود بر پايه تئوري تير اويلر-برنولي استفاده شده است. مدل در نظرگرفته‌شدهبه‌گونه‌اياست كه تعداد تراورس‌ها به عنوان مبنايي براي محاسبه طول خط و تعداد كل درجات آزادي سيستم استفاده شده است. سپس معادلات حاكم بر كليه اجزاي مدل بر اساس اصول اوليه ديناميك-ارتعاشات و به روش نيوتني نوشته‌شده‌اند و اين معادلات به صورت ماتريسي با يكديگر تركيب شده است. براي حل معادلات ديفرانسيل حاكم بر مدل از روش انتگرال‌گيري مستقيم و كد نويسي در نرم‌افزار متلب استفاده‌شده، براي اعتبارسنجيمدل‌سازي و الگوريتم‌ها، نتايج آن با مقالات مشابه مقايسه شدهكه نشان‌دهنده صحت عملكرد مدل و الگوريتم‌ها است.در ادامه براي حصول اطمينان بيشتر به بررسي منطقي بودن نتايج مدل‌سازي پرداخته شده است. براي محاسبه محدوده سرعت بحراني، قطار با سرعت‌هاي مختلف از روي خط حركت داده‌شده و در هر سرعت، بيشينه جابه‌جايي عمودي تراورس مياني و ضريب تشديد ديناميكي محاسبه‌شده و بر اساس تغييرات اين پارامترها نسبت به سرعت، محدوده سرعت بحراني تخمين زده شده است. در پايان نيز حساسيت سنجي سرعت بحراني و ارتباط آن با فركانس‌هاي غالب سيستم بررسي شده است. واژه‌هاي كليدي:سرعت بحراني، قطارهاي پر سرعت، ديناميك عمودي قطار، ديناميك خط و زيرسازي، بيشينه جابه‌جايي عمودي تراورس، ضريب تشديد ديناميكي.