19494

۱۹۴۹۴

بررسي پديده سايش در تقاطع سوزن و عوامل موثر بر آن

كارشناسي ارشد

ماشين هاي ريلي

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۰۴/۰۳

دكتر مجيد شهروي

راه آهن

در طول تاريخ صنعت ريلي مسئله¬ي تماس چرخ و ريل همواره مورد توجه مهندسين بوده است. نخستين پيشرفت¬هاي عملي توسط دكتر كالكر با استفاده از كامپيوتر صورت گرفت. بررسي¬هاي سينماتيك در مورد رفتار سايشي تماس¬هاي غلتشي/لغزشي فلز روي فلز در نيمه دوم قرن بيستم صورت پذيرفت و آزمايش‌هاي متعددي انجام گرفت كه منجر به شناسايي دو عامل از عوامل اصلي سايش و خزش در پروفيل¬هاي فلزي گرديد. فرآيند تماس غلتشي چرخ و سوزن در حالت اصطكاك خشك بسيار پيچيده است. امروزه بالا رفتن بار محوري و سرعت در سيستم¬هاي حمل¬ونقل ريلي باعث شده است مقدار فشار وارده به سطح و انرژي تلف شده افزايش يافته و موجب سايش شديد پروفيل¬هاي سوزن به خصوص در محل تقاطع سوزن گردد. يكي از سوانحي كه بيشترين آسيب¬هاي مالي و جاني براي راه¬آهن كشورها را به همراه دارد؛ خروج از خط ناوگان در محل تقاطع سوزن¬هاست. همانطور كه ذكر شد، با توجه به اهميت بالاي سوزن در اين پژوهش سعي شده است تا با بررسي اين پديده و واكاوي تئوري¬هاي حاكم و همچنين جمع¬آوري اطلاعات، نقش و تأثير آسيب¬هاي ناشي از سايش سوزن¬هاي سامانه ريلي به خصوص در ايران بررسي شده و ضرورت و نياز وجود چنين تحقيقاتي در اين مورد توضيح داده شود. در واقع اين مطالعات مقدمه¬اي بر بررسي اين پديده مي¬باشد. در ادامه حركت قطار روي سوزن در نرم¬افزار UMشبيه¬سازي شده و ميزان نيروهاي وارده به سوزن و انرژي سايش استخراج مي¬گردد. همچنين تأثير پارامترهاي مختلف از قبيل سرعت، بار محوري، ضريب اصطكاك، شعاع قوس و پروفيل سوزن در ميزان سايش يا استفاده از مفهوم انرژي سايش مورد بررسي قرار مي¬گيرد. سپس سوزن¬هاي مورد نظر در نرم¬افزار كتيا مدلسازي شده و در نرم¬افزار آباكوس نيروهاي استخراج شده از شبيه¬سازي UMبه سوزن وارد گرديده و تنش¬، كرنش و دفرمگي سوزن¬ها بررسي شده¬اند. در تكه مركزي سوزن هاي با شعاع قوس 190 متر انرژي سايش بسيار ناچيز بود و لذا پيش بيني ميگردد در اين قسمت آسيب ترك سطحي مشهود تر از آسيب هاي سايشي باشدكه اين وضوع در سوزن هاي با سعاع قوس 300 برعكس بود. همچينن تاثير پروفيل تكه مركزي در ميزان تنش و دفرمگي بسيار مشهودتر از ساير عوامل خواهد بود. واژه‌هاي كليدي: سوزن، نيشدلي، قوس، سايش،UM ، المان محدود

1397/07/23

Analysis of wear on the crossing rail and effect factors

10/15/2018 12:00:00 AM

During the history of the railway industry, the issue of wheel- rail contact has always been a concern for the engineers. The first advancements were made by Dr. Kalker using the computer. Kinematic Reviews about the wear behavior of rolling - slipping contacts of metal on metal occurred in the second half of the twentieth century and several experiments were carried out that identified two of the main factors of wear and creep in metal profiles. The roller contact of wheel and turnout process is very complicated in a dry friction. Nowadays, the increase in axial load and speed in railway transportation systems has increased the amount of pressure applied to the surface and energy loss, and has caused severe wear of turnout profiles, especially in turnout intersections. One of the major financial and physical losses to the country's railway is the train derailment in the turnout intersections. As mentioned above, due to the importance of turnout in this study, it has been tried to study the role of damages caused by turnout wear of railway system and explain the necessity for such research in this regard, particularly in Iran, by studying this phenomenon and examining the ruling theories as well as collecting information. In fact, these studies are the starting point for a more precise investigation into this phenomenon. In the following, the movement of train on a turnout is simulated in the "Universal Mechanism" software and the amount of force applied to the turnout and the wear energy is extracted. Furthermore, the effect of different parameters such as speed, axial load, friction coefficient, arc radius, and turnout profile on the rate of wear will be investigated. Then the turnouts are modeled on CATIA software and the forces extracted from the Universal Mechanism simulation are exerted to the turnout in the FEM software, and the stress, strain and deformation of the turnouts are investigated. Keywords: turnout, frog, curve, wear, UM, finite elements