8548

طراحي اكسل سبك وزن كامپوزيتي يك ماشين ريلي بر پايه تحليل ساختاري

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1402

محمود مهرداد شكريه

1402/06/26

مهندسي مكانيك

Structural analysis for the design of a lightweight composite railway axle

امروزه با گسترش جمعيت و بروز نگراني‌هايي دربارۀ مخاطرات پيش روي محيط زيست واتلاف منابع، نگاه‌ها به سمت صنعت حمل‌ونقل ريلي، به عنوان يك مولد صنعت معطوف است. اين صنعت به عنوان يكي از ساده‌ترين راه‌هاي حمل‌ونقل، نقش مهمي در جابه‌جايي مسافر و بار دارد. در اين تحقيق، قطعات فنربندي‌نشدۀ واگن ريلي مورد بررسي قرار گرفتند و اكسل توپر فولادي يك ماشين ريلي در حال كاركرد در كشور ايران انتخاب شد. سپس با بررسي خواص مكانيكي و شرايط عملكردي، به بازطراحي آن بر پايۀ تحليل ساختاري، پرداخته شده است. هدف اصلي بازطراحي اكسل، سبك‌سازي و توخالي كردن آن است. از مواد كامپوزيت در فرآيند طراحي استفاده گرديد. طرح كلي شامل يك جفت طوقۀ فولادي و دو عدد محور كامپوزيتي با هندسۀ متفاوت است. تحليل استاتيكي در فضاي اجزاي محدود بر روي مجموعۀ اكسل تقويت‌شده به وسيلۀ مواد كامپوزيت صورت پذيرفت كه شاخص تساي-وو 0/36 در نتايج مشاهده گرديد. جرم اكسل سبك‌شده، 173 كيلوگرم مي‌باشد كه كاهش وزن 63 درصدي را تجربه كرده است. از رهيافت مورد استفاده در تحقيق حاضر، مي‌توان در طراحي مدل‌هاي ديگر اكسل‌ها و شفت‌هاي تحت خمش و پيچش استفاده كرد.

اكسل ماشين ريلي , سبك‌سازي , مواد كامپوزيت , تحليل ساختاري , اجزاي محدود