30292

شناسايي و طبقه بندي خرابي سطحي كاريوگيشن ريل با استفاده از پردازش شتاب سرمحور وسيله نقليه ريلي

كارشناسي ارشد

مهندسي خطوط راه آهن

1400

1402/09/19

دكتر عليرضا طلوع كيان

مراد شادفر

مهندسي راه آهن

يكي از اجزاي خط كه در عملكرد حمل و نقل ريلي نقش كليدي و تعيين كننده دارد ريل مي باشد. با توجه به هزينه قابل توجه تامين و نصب ريل (كه در برخي مواقع هزينه اي بالغ بر 50 درصد هزينه روسازي راه آهن را به خود اختصاص مي دهد) و نيز نقش ريل در هدايت قطار و تامين راحتي سفر، توجه جدي به وضعيت ريل و پايش آن از ابتدا تا انتهاي چرخه عمر مهم مي باشد. در اثر ضربات ناشي از حركت چرخ بر روي ريل و تنش هاي وارده ناشي از حركت قطار و همچنين شرايط محيطي، به تدريج خرابي در ريل ايجاد مي شود. هنگامي كه خرابي ريل بخصوص خرابي هاي سطحي ريل (نظير اسكوات ، كاريوگيشن ، پليسه شدگي، لهيدگي و ... ) در مراحل اوليه تشخيص داده شود، نقص و خرابي ريل با شدت كم است و عمليات نگهداري و تعمير ممكن است به راحتي با ساب زدن يا برداشت لايه نازكي از سطح ريل انجام شود . از آنجايي كه در اثر خرابي شديد ممكن است نياز به تعويض ريل باشد، تشخيص زود هنگام خرابي هزينه نگهداري ريل را به ميزان قابل توجهي كاهش مي دهد . هزينه تعويض ريل قابل ملاحظه است و مسدودي خط يا خروج از خط قطار به دليل نقص ريل مي تواند ايمني كه مهترين ويژگي هر سيستم حمل و نقل است را مخدوش كند . در اين پژوهش با استفاده از پردازش شتاب قائم سرمحور ناوگان ريلي كاريوگيشن ريل شناسايي شده است و براساس نمودار چگالي طيف توان و اسپكتروگرام و مقدار موثر شتاب ها، طول موج غالب كاريوگيشن تخمين زده شده است. مزيت استفاده از روش شتاب سر محور عدم اختلال در رفت و آمد ناوگان و عدم نياز به تجهيزات خاص (مانند CAT ، ماشين EM120) است. در اين پژوهش با انجام تست ميداني در خط 1 مترو تهران به طول 37.5 كيلومتر داده هاي شتاب سرمحور برداشت شد. با پردازش داده هاي برداشت شده از و قوس ها با شعاع هاي متفاوت و خطوط مستقيم الگوريتمي براي شناسايي خرابي كاريوگيشن ريل توسعه داده شد . نتايج پردازش نشان مي دهد كه خط يك متروي تهران داراي كاريوگيشن با طول موج هاي مختلف است . طول موج اين خرابي در محدوده 10 الي 35 سانتي متر مي باشد و اغلب در قوس هاي افقي با شعاع بحراني زير 500 متر رخ مي دهد. واژه‌هاي كليدي : ريل، خرابي سطحي ريل ، كاريوگيشن ريل ، نگهداري و تعمير ريل، تست غير مخرب پردازش شتاب سر محور ناوگان

1402/10/12

detection of rail corrugation using axle box acceleration of in-service trains )case study of Tehran metro)

1/1/1900 12:00:00 AM

Maintaining railway tracks poses an increasingly formidable task for railway engineers as they strive to fulfill rising quality standards while adhering to cost-effective methodologies . Rail corrugation, a common rail defect in railway track infrastructure, arises from irregular wear patterns and can significantly affect ride comfort index quality and maintenance requirements. axle box acceleration (ABA) measurement is a practical NDT test to identify corrugation . the axle box is directly connected to the rigid wheelset allowing the vibration response of the wheel-rail system induced by short-wave disturbances to transmit directly to the axle box via the wheelset. Consequently, the axle box's vibration acceleration can serve as a diagnostic tool for identifying rail corrugation. This paper examines a subway case study where axle-box acceleration (ABA) is measured. It employs Fourier transform (FFT) techniques to analyze accelerations concerning the track, and wheel frequencies are determined through finite element method (FEM) to identify frequency couplings. The findings demonstrate that the Rail Corrugation Index, based on time-frequency analysis, can effectively diagnose subway rail corrugation. Keywords: Railway Track maintenance , rail corrugation , axle-box acceleration, STFT , field test , Time frequency representation ,Track spectrogram

ريل، خرابي سطحي ريل ، كاريوگيشن ريل ، نگهداري و تعمير ريل، تست غير مخرب پردازش شتاب سر محور ناوگان , كاريوگيشن ريل , تست غير مخرب پردازش شتاب سر محور ناوگان

rail corrugation , axle-box acceleration , field test , Railway Track maintenance

Mahdi Ramezani

Ali Reza Tolou Kian