23741

بهسازي سازه‌اي و تحليل خستگي اتفاقي بوژي باري 100-18 در حوزه‌ي زمان و فركانس

كارشناسي ارشد

مهندسي ماشين هاي ريلي

1397

1399/12/02

دكتر داوود يونسيان

مهندسي راه آهن

بررسي ساختار و ارتعاشات وارده به بوژي¬هاي باري يكي از موضوعات به روز دنيا است، كه به منظور هدف دستيابي به يك ساختار بهينه شده انجام مي¬گيرد. بوژي به عنوان سيستم راهبري واگن ها هميشه در معرض بارهاي اتفاقي است كه ناشي از ناهمواري خطوط ريلي است، كه منجر به ايجاد ترك خستگي در ساختار بوژي مي گردد. طبق آماري كه گرفته شده است حدود 40 درصد نقص هاي يافت شده در بوژي ها ناشي از ايجاد ترك خستگي در ساختار آنها مي باشد. در اين پايان نامه با مدلسازي ديناميكي واگن و تحليل نيرو هاي بدست آمده در نرم افزار المان محدود به محاسبه¬ي عمر خستگي در دو حوزه ي زمان و فركانس پرداخته شده است. كه ابتدا با تاييد مدلسازي ديناميكي نيروهاي وارده بر بوژي در سه جهت مختلف بدست آمده، سپس در نرم افزار المان محدود، تحليل تنش در بوژي انجام شده است. و پس از تحليل تنش از تاريخچه هاي بارگذاري به عنوان ورودي براي محاسبه عمر خستگي چند محوره استفاده شده است. تحليل عمر خستگي بوژي100-18 در نرم افزار FE-SAFE در دو حوزه¬ي زمان با استفاده از الگوريتم باراني و در حوزه¬ي فركانس با استفاده از روش محاسبه عمر ديرليك با در نظر گرفته شدن پارامتر گاووسي بودن سيگنال، پهناي باند و ميانگين صفر مورد ارزيابي قرارگرفته است. و با در نظر گرفتن تاثير پارامترهايي مانند سرعت واگن، وزن واگن و هم چنين كلاس خط هاي مختلف بر مدت زمان خستگي سرانجام به بهسازي مدل بوژي و مقايسه¬ي بين اين دو حوزه¬ي زمان و فركانس بر تخمين عمر بوژي پرداخته شده است.

1399/12/10

Structural improvement and random fatigue analysis of 18-100 freight bogie in the time domain and frequency domain

2/20/2021 12:00:00 AM

The study of the structure and vibrations of freight bogies is one of the most up-to-date topics in the world, which is done in order to achieve an optimized structure. The bogie as a wagon steering system is always exposed to random loads due to the unevenness of the railway truck, which leads to fatigue cracks in the bogie structure. According to statistics, about 40% of the defects found in bogies are due to fatigue cracks in their structure. In this dissertation, by dynamically modeling the wagon and analyzing the forces obtained in finite element software, the fatigue life is calculated in two domains of time and frequency. First, by confirming the dynamic modeling of the forces acting on the bogie in three different directions, then in the finite element software, the stress analysis in the bogie is performed. After stress analysis, loading histories were used as input to calculate the multi-axis fatigue life. 18-100 bogie fatigue analysis in FE-SAFE software in two time domains using rain flow algorithm and in frequency domain using Dirlik calculation method considering the Gaussian parameter of signal, bandwidth and average Zero has been evaluated. And by considering the effect of parameters such as wagon speed, wagon weight and also different line classes on fatigue time, finally, the boogie model is improved and a comparison between these two time and frequency domains on the boogie life estimate is done.

خستگي چندمحوره , ارتعاشات اتفاقي , بوژي 100-18 , الگوريتم باراني , روش ديرليك , تابع چگالي احتمال

multiaxial fatigue , Random vibration , 18-100 bogie , Rainflow , Dirlik , probability Density Function