16442

16442

مطالعه پارامتريك بريدگي چرخ و اثرات آن در صداي قطارهاي پر سرعت

كارشناسي ارشد

ماشين هاي ريلي

مهر 1395

دكتر داود يونسيان

راه آهن

بريدگي چرخ يكي از عيوب رايج در راه¬آهن مي¬باشد كه بوسيله ترمز كردن قطار در زماني كه چرخ¬هاي آن قفل شده و در امتداد ريل مي¬لغزد ، ايجاد مي¬شود كه نه تنها باعث ايجاد صدا و ارتعاش مي شود بلكه باعث ضربه زدن و خسارت به اجزاء مكانيكي قطار و همچنين مسير مي شود به همين دليل يكي از مسائلي كه امروزه بسيار مورد توجه قرار گرفته است بحث شناسايي زود هنگام بريدگي و همچنين در قطارهاي مسافري راحتي سفر مي باشد. بنابراين به يك مدل جامع كه بيانگر خصوصيات بريدگي چرخ باشد نياز است. در اين پروژه ابتدا يك مدل المان محدود دو بعدي سيستم چرخ/مسير ايجاد شده كه در آن بريدگي روي ريل قرار گرفته است. سپس اين مدل با استفاده از نتايج آزمايش صحت سنجي شده كه نتايج آن در شتاب عمودي ريل تطابق بسيار خوبي با نتايج آزمايش دارد و در مقايسه با مدل هاي سه بعدي المان محدود انجام شده در گذشته بهبود اساسي حاصل شده است. همچنين در اين مدل صحت سنجي مربوط به پاسخ آكوستيكي نيز انجام شد و مشاهده شد كه در فركانس¬ بالاي 500 هرتز تراز فشار صوت افت مي¬كند كه علت آن اثر پارامترهاي مختلف از جمله زبري در نتايج آزمايش مي¬باشد اما در اين پروژه بدليل مطالعه بر روي اثر بريدگي، زبري سطح به مدل اعمال نشده است اما با توجه به اينكه نويز غالب آن بر اثر بريدگي چرخ مي¬باشد تراز فشار صوت كلي فيلتر A در مدل المان محدود در مقايسه با نتايج آزمايش 3 دسي بل كمتر مي¬باشد. اثر پارامترهاي مختلف از جمله بار محوري ، طول بريدگي ، سرعت و ساير ويژگي هاي مسير برروي نويز توليدي بررسي شده است. در بررسي اثر سرعت بر نويز بريدگي چرخ مشاهده شد كه با افزايش سرعت فركانس قله تراز فشار صوت افزايش مي¬يابد و همچينن با افزايش اندازه عمق بريدگي چرخ نويز آن نيز افزايش مي¬يابد و تغيير 100 درصدي عمق بريدگي در عمق¬هاي پايين (5/0 ميليمتر) تاثير بسيار بيشتري در مقايسه با تغيير 100 درصدي عمق بريدگي در عمق¬هاي بالاتر (1 ميليمتر) دارد. همچنين مشاهده شد كه ميرايي پد و بالاست با تراز فشار صوت رابطه معكوس و سفتي پد و بالاست با تراز فشار صوت رابطه مستقيم دارند.

1395/11/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Wheel flat is one of the most common defect in the railway that generated by breaking when the train wheels become locked an​d slide along the rail. Wheel flat not only generated impact noise an​d vibration but also caused damage to mechanical equipment of train an​d truck system. However early detecting of wheel flat an​d ride quality in passenger train is very important so that a wheel flat model is needed. At first in this thesis a 2D finite element wheel/truck interaction model is created that wheel flat is on the rail. This is found that the vertical vibration of rail response in modified model has good agreement with the experimental data an​d compared with another FE models a large improvement is found. In order to see the effect of wheel flat on noise alone, take no account of surface roughness in the model. Therefore, it can be seen that sound pressure level is decreased at frequency above 500 Hz. But due to dominant noise is caused by wheel flat the overall A-weighted result from the prediction is only 3 dB lower than the experiment. Parameters such as vehicle load, velocity, wheel flat depth, pad an​d ballast is investigated an​d effects of them in radiated noise is considered. The effect of speed on wheel flat noise was observed that with increasing speed, the peak frequency of sound pressure level is increasing an​d also with increasing the depth of wheel flat, sound pressure level is increasing. The effect of changes depth wheel flat on the sound pressure level at low depths compared with high depths is much more. It was also observed that the damping of pad an​d ballast inverse relation with the sound pressure level an​d stiffness of pad an​d ballast have a direct relation with the sound pressure level.