21090

۲۱۰۹۰

بررسي تاثير نيروي محوري بر اندركنش ديناميكي دالخط و قطار

كارشناسي ارشد

خط و سازه هاي ريلي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۶/۳۱

دكتر جبارعلي ذاكري سردرودي

دكتر سيد علي مسيبي

راه آهن

توسعه قطار‌هاي سريع السير و به تبع آن افزايش استفاده از دال‌خط‌ها به عنوان خطوطي قابل اعتماد و با طول عمر بالا در زير ساخت‌هاي حمل و نقل ريلي، باعث شده است، بررسي تاثير انواع نيروها از جمله نيروهاي قائم و جانبي و محوري(طولي) بر اين خطوط به امري ضروري تبديل گردد. نيروهاي طولي در اثر انقباض و انبساط ريل ناشي از تغييرات دما (نيروهاي حرارتي)، نيروهاي شتاب و ترمزگيري در واگن‌ها و لوكوموتيوها و بسياري از عوامل ديگر در خط‌آهن ايجاد مي‌شوند.عدم ‌كنترل اين نيروها ممكن است منجر به كاهش پايداري خط و بروز خروج از خط شده و در نهايت موجب رسيدن آسيب‌هاي فراوان به مسافران و قطار گردد. با توجه به ماهيت ديناميكي مسئله اندركنش خط ‌و‌ قطار، محققين مجبور به تحليل ديناميكي اثرات انواع نيروهاي وارد بر خط‌آهن هستند. تحليل ديناميكي اندركنش خط و قطار به‌ويژه در سالهاي اخير موردتوجه و علاقه‌ي بسياري از محققين بخصوص مهندسين راه‌آهن قرارگرفته است. در تحقيق حاضر پس از اشاره به ادبيات فني موضوع به ارايه نحوه مدل‌سازي سيستم قطار و دال‌خط به كمك روش اجزاء محدود پرداخته شده و روش‌ عددي نيومارك-بتا به عنوان روشي براي حل ديناميكي حركت قطار بر روي دال‌خط معرفي گرديده است. در ادامه اثرات مقادير مختلف نيروي‌هاي محوري (طولي ) بر روي پاسخ ديناميكي دال‌خط همراه با تغيير پارامترهاي گوناگون خط از جمله ناهمواري سطح تاج ريل، سختي سيستم پد و پابند و سرعت سير قطار، بررسي و در قالب نمودار‌هاي مختلف ارايه گرديده است. در اين تحقيق نيروي محوري به دو صورت كششي و فشاري بر خط اعمال گرديد. اعمال نيروي فشاري باعث افزايش جابه‌جايي ريل، شتاب ريل و نيروي تماسي چرخ و ريل گرديد. همچنين نيروي كششي، جابه‌جايي ريل، شتاب ريل و نيروي تماسي چرخ و ريل را كاهش داد. آنچه كه از نتايج اين تحقيق بدست آمد نشان داد كه تاثير پذيري شتاب ريل از تغييرات نيروي محوري نسبت به جابه‌جايي و نيروي تماسي چرخ و ريل بيشتر است. همچنين نتايج اين تحقيق نشان داد كه افزايش سختي پابند و پد زير ريل سبب كاهش اثرات نيروي محوري بر دال‌خط مي‌شود كه مي‌تواند به عنوان ابزاري براي كنترل اين اثرات در مناطق گرم سيري به كار گرفته شود. واژه‌هاي كليدي: اندركنش ديناميكي دال‌خط و قطار، اثرات نيروي محوري روي خط آهن، نيروي طولي، تحليل ديناميكي خط آهن

1398/07/06

Investigation of the Effect of axial load on dynamic interaction of slab-track and train

9/21/2020 12:00:00 AM

Abstract The development of high-speed trains and consequently the increase in the use of slab-tracks as reliable and long lasting tracks in rail transport infrastructure has led the to the study of the impact of various forces including vertical and lateral and axial forces(Longitudinal) that affect these lines become necessary. Longitudinal forces are caused by changes in temperature due to contraction and expansion of the rail (thermal forces), acceleration and braking forces in wagons and locomotives, and many other factors. Failure to control these forces may reduce the stability of the track and lead to the Derailment of the track, resulting in significant damage to passengers and trains. Due to the dynamic essence of the track and train interaction problem, the researchers are forced to dynamically analyze the effects of different forces on the railway. The dynamic analysis of train and track interactions, especially in recent years, has attracted the interest of many researchers, especially railway engineers. In the present study, after referring to the technical literature of the subject, the method for modeling the slab-track with finite element method and solving dynamic motion of train on slab-track with Newmark-Beta numerical method to has been discussed. In the following, the effects of different values of longitudinal axial forces on the dynamic response of the slab-track along with changing various parameters of the line such as rail irrigulrity, stiffness of the pad and fastening system and the speed of the train, are presented in charts. in this research, the axial force was applied in both tensile and compressive. Applying the compressive force increased the displacement, acceleration of the rails and the contact force of the wheels and rails. Also Applying the tensile force reduced rail displacement, rail acceleration and wheel and rail contact force. The results of this study showed that the changes of the rail acceleration is greater than rail displacement and wheel rail contact force. The results also showed that increasing the stifness of the fasteners and the pad under the rails reduce the effects of axial force on the slab, which can be used as a tool to control these effects at tropical regions. Keywords: Slab Track and Train Dynamic Interaction, Axial Force Effects on Railway track , Longitudinal Force, Railway Dynamic Analysis