14205

14205

تحليل المان محدود تنشها و كرنشهاي جوش ريل در محل نامنظمي و منطقه متاثر از حرارت جوش

كارشناسي ارشد

ماشينهاي ريلي

مهر 1393

مهر 1393

دكتر مجيد شهروي

راه آهن

چكيده ريل با جوش ممتد به طور فزاينده اي جايگزين اتصالاتِ فيش پليت ، به عنوان متد ترجيحي در خط¬هاي راه آهن سراسر دنيا شده است. در مقايسه با ريل¬هاي پيچ¬كاري شده، ريل با جوش ممتد به طور موثر نيروي بين چرخ و ريل را، در محل اتصالات ريل كاهش مي¬دهد و عمر ريل را افزايش مي¬دهد. با اين وجود، جوش ريل يك عدم پيوستگي در سطح ريل، به علت تغييرات در مشخصه هاي مواد (مقاومت، سختي و ريز ساختار)، عدم رعايت ترازبنديِ انتهاهاي ريل قبل از جوشكاري، نامنظمي سطوح ريل به علت سنگ¬زني دستي بعد از جوشكاري و آسيب¬هاي متوالي ديگر به جوش را نمايش ميدهد. تركيب اين فاكتورها، سبب توليد بارهاي موضعيِ بيشتر، در ساختار خط و شكست در جوش ميشود. در اين پايان¬نامه يك مدل سه بعدي المان محدود بر پايه تغيير شكل پلاستيك براي جوش¬ ساخته شده است. در مدل المان محدود، جوش ريل، ناحيه متاثر از حرارت و فلز پايه ريل داراي خواص متفاومت مي¬باشند. توزيع نيروهاي عمودي در سطح تماس، توسط مدل ديناميكي و نرم¬افزار وركينگ مدل محاسبه شده است و به عنوان ورودي براي مدل المان محدود مورد استفاده قرار گرفته است. تاثير هندسه¬هاي مختلف جوش بر روي نيروهاي تماسي ديناميكي چرخ و ريل، تنش¬ها و تغيير شكل¬هاي ريل بررسي شده است. تجزيه و تحليل نشان ميدهد كه سرعت قطار، طول موج و عمق موج بي¬نظمي¬ها در محل جوش ريل، تاثير زيادي بر روي نيروهاي تماسي چرخ و ريل دارد. نيروهاي ديناميكي به سبب نامنظمي روي سطح جوش باعث تغيير شكل پلاستيك، نه تنها در محل جوش بلكه در نزديكي فلز پايه جوش ميشود. نتايج عددي بدست آمده، در طراحي تحمل آسيبِ نامنظمي سطح جوش ريل، بسيار مفيد ميباشد. واژه¬هاي كليدي: انواع جوش، جوشكاري ترميت، انواع بستر خط، نامنظمي جوش ترميت