11271

11271

تحليل ضربه سرعت پايين بر روي صفحات چند لايه كامپوزيتي در بدنه واگن قطار

كارشناسي ارشد

راه آهن - ماشين هاي ريلي

دي ماه 1391

دي ماه 1391

دكتر پريسا حسيني تهراني

چكيده مشكلات ايمني در حمل و نقل ريلي شامل وزن بالاي تجهيزات قطار است كه موجب توليد انرژي برخورد خيلي زياد مي‌شود كه بايد در تصادفات جذب شود. براي درصد قابل توجهي از تصادفات، نيروهاي فشاري طولي منجر به كمانش مي‌شود و در نتيجه باعث عدم كنترل طولي قطار مي¬گردد. با توجه به مشكلات ذكر شده در فوق، كامپوزيت¬ها با توجه به كاهش وزن واگن و در نتيجه توليد نيروي برخورد كمتر در سازه و از طرفي جذب انرژي ذاتي بالا مي¬توانند به عنوان انتخاب مناسب در بدنه واگن¬هاي قطار پر سرعت مورد استفاده قرار گيرند. در اين مقاله نتايج عددي ضربه سرعت پايين با جرم ضربه زننده 65/2 كيلوگرم و سرعت برخورد 7/6 متر بر ثانيه بر روي ورق¬ ساندويچي مورد ارزيابي قرار مي¬گيرد. ورق ساندويچي مورد استفاده شامل يك هسته فومي آلومينيومي به همراه رويه¬¬هاي از جنس فلز آلومينيوم و همچنين الياف كربن تقويت شده مي¬باشد. انتخاب مدل ساختاري مطلوب و معيار تخريب مناسب براي تحليل شكست مورد بررسي قرار گرفته و نيروي برخورد و انرژي جذب شده در طول زمان برخورد از نتايج مدل سازي عددي بدست مي¬آيد. براي بررسي صحت شبيه¬سازي، از نتايج تجربي موجود در كارهاي قبلي استفاده شده است كه با مقايسه نتايج بدست آمده، سازگاري خوبي بين تحليل عددي و اندازه¬گيري تجربي مشاهده مي¬گردد. پس از تاييد اعتبار تحليل عددي و مطالعه همگرايي مش، پاسخ ضربه سرعت پايين بر روي ورق ساندويچي مورد استفاده در بدنه قطار بدست آمد و نتايج تحليل عددي و ناحيه تخريب به وجود آمده در اثر ضربه، مطالعه گرديد. در ادامه عملكرد بدنه فلزي و كامپوزيتي در مقابل ضربه مورد بررسي قرار گرفت كه نتايج بدست آمده نشان دهنده مزيت استفاده از بدنه كامپوزيتي نسبت به بدنه فلزي مرسوم است. در نهايت، تأثير پارامترهاي جنس لايه¬ها، ضخامت هسته، آرايش لايه¬ها، شكل هندسي پرتابه و افزودن لايه مياني بر روي پاسخ ضربه سرعت پايين مورد ارزيابي قرار گرفت. واژه‌هاي كليدي: ضربه سرعت پايين، بدنه واگن، معيار تخريب، رويه¬هاي فلزي و كامپوزيتي، هسته¬هاي فلزي و فومي