14307

14307

ارتقاء سيستم تعليق لكومتيو ER24PC جهت افزايش سرعت عملكردي به km/h200

كارشناسي ارشد

مكاترونيك

اسفند ماه 1393

اسفند ماه 1393

دكتر اميرحسين دوائي مركزي

مكانيك

چكيده در اين پژوهش، با محوريت تغيير و بهينه¬سازي سيستم تعليق لكومتيو ER24PC، راهكارهايي براي ارتقاء سرعت عملكردي آن ارائه شده¬است. سيستم تعليق لكومتيو، نقشي اساسي در حفظ پايداري حركت قطار، گذر از هانتينگ ¬هاي بحراني، برآورده¬كردن شاخص راحتي سفر و ... داشته و درنتيجه، نقشي كليدي و تعيين¬كننده در ارتقاء سرعت عملكردي لكومتيو دارد. به همين منظور بهينه¬سازي پارامترهاي سيستم تعليق لكومتيو ER24PC ساخت شركت مپنا لكومتيو، در راستاي ارتقاء سرعت عملكردي آن از km/h160 به km/h 200 (سرعت بحراني km/h220) با استفاده از الگوريتم ژنتيك مدنظر قرار¬گرفته¬است. اين پارامترها عبارتند از ضريب سختي فنرهاي سيستم تعليق اوليه و ثانويه، ضريب دمپرهاي عمودي و افقي و ضريب دمپر آنتي ياو . همچنين ميزان سايش بين چرخ و ريل و ضريب خروج از خط، به عنوان توابع هدف درنظر گرفته شده¬اند. اين لكومتيو با دو بوژي و در مجموع 82 درجه آزادي، در نرم افزار چند¬پيكره سيمپك كه از پيشرفته-ترين نرم افزارهاي مدل¬سازي و تحليل ديناميكي سيستم¬هاي مكاترونيكي در جهان محسوب مي-شود، مدل¬سازي شده¬است. سپس طي فرآيند شبيه¬سازي همزمان، با ايجاد ارتباط بين نرم افزارهاي سيمپك و محيط سيمولينك متلب ، ضرايب بهينه اجزا به كمك الگوريتم ژنتيك محاسبه شدند. براي انتخاب موثرترين پارامترها بر رفتار ديناميكي لكومتيو، از تحليل حساسيت مدل و پارامترهاي آن به كمك جعبه ابزار DOE نرم افزار سيمپك استفاده مي¬شود. با شبيه¬سازي هاي ديناميكي مدل بهينه شده در مسير مستقيم و با سرعت km/h 220 ديده مي شود شاخص نيروي جانبي بين چرخ و ريل كه تعيين كننده سرعت بحراني است، كاهشي حدودا 20 درصدي داشته است. به همين دليل حركت لكومتيو در اين سرعت، از نظر ايمني و دوري از هانتينگ بحراني، تضمين شده خواهد بود. همچنين شاخص سايش در مدل بهينه شده مسير مستقيم، بطور ميانگين 18% كاهش داشته است، كه در مسيرهاي داراي قوس و در بهترين حالت اين عدد به 4/3% مي¬رسد. با اين حال مي¬توان گفت در مسيرهاي داراي قوس، با توجه به ميزان بالاي سايش، اين كاهش كاملا كارآمد و مفيد خواهد بود. از نظر شاخص خروج از خط نادال ، مي-توان گفت ضريب فنرهاي طولي و عرضي سيستم تعليق اوليه، با كاهش 5 درصدي اين مقدار در مسير مستقيم، موثرترين پارامترها بر اين شاخص محسوب مي شوند. ضريب دمپر آنتي ياو نيز نقش تعيين كننده اي در جلوگيري از وقوع هانتينگ بحراني در سرعت هاي بالا دارد كه اين بهبود عملكرد در مسيرهاي مستقيم بسيار محسوس تر است. واژه‌هاي كليدي: لكومتيو ER24PC، سيستم تعليق، بهينه سازي، الگوريتم ژنتيك، سيمپك/سيمولينك